OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo del corso è quello di fornire all'allievo i fondamenti dello studio dei sistemi per la conversione di energia, di impartire le conoscenze di base connesse con il loro esercizio e la loro verifica e di consentire il calcolo dei parametri principali globali.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Gli obiettivi formativi sono basati sulle precedenti conoscenze sviluppate dallo studente nei corsi dell'area di Fisica Tecnica, di chimica, di fisica e di analisi.

La verifica dell'apprendimento avviene in continuo durante le speigazioni con esempi applicativi, esercizi, e casi test sui quali il docente ha sviluppato attività di consulenza scientifica presso impianti di grandi dimensioni in Italia ed all'estero.

Gli studenti vengono invitati a sottoporre al docente richeste di verifica delle loro competenze acquisite e dei punti che ritrovano critici nello sviluppo del loro apprendimento.

PREREQUISITI

conoscneze complete di chmica e termodinamica

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali ed esercitazioni teoriche

PROGRAMMA/CONTENUTO

• I consumi energetici nel mondo ed in Italia e le varie fonti di energia.
• I combustibili fossili e non; la combustione; aria stechiometrica; eccesso d’aria; le emissioni.
• Classificazione delle macchine: macchine operatrici, motrici, assiali, radiali, dinamiche, volumetriche.
• Rendimenti: ideale, limite e reale; rendimento adiabatico e politropico; recupero e controrecupero; rendimento globale e impatto degli ausiliari.
• Cicli a vapore e relativi impianti: espressione del rendimento; metodi per migliorare il rendimento dei cicli a vapore; la rigenerazione; il bilancio termico; aspetti generali del circuito; circuiti a contropressione e cogenerativi.
• Componenti dei cicli a vapore: turbine e canali di espansione; il condensatore; il degasatore; gli scambiatori rigenerativi a miscela ed a superficie; tipologie costruttive; acqua di alimento e impianto; cenni alle torri evaporative ad umido-secco; il condensatore a secco; eiettori per il vuoto al condensatore; generatori di vapore: circolazione naturale e circolazione assistita e forzata; circuito fumi e aspetti corrosivi; calcolo del rendimento del generatore di vapore.
• Regolazione degli impianti a vapore: perdite al condensatore in off-design; condizioni di calcolo del bilancio termico; regolazione della portata di vapore in turbina; cono di Stodola e sua applicazione; regolazione per laminazione e per parzializzazione. Regolazione Caldaia segue, Turbina segue e mista. Lo statismo dell’impianto a vapore.
• Cicli a gas: ciclo semplice ideale, limite e reale; rendimento del ciclo ideale; condizioni di massimo lavoro utile; rendimento del ciclo limite e del ciclo reale. Il diagramma Lavoro Specifico e Rendimento; Principali componenti turbogas; il ciclo rigenerato ideale e reale e prestazioni; il ciclo con intercooling ideale e reale e prestazioni; il ciclo con ricombustione ideale e reale e prestazioni. Cenni alle turbine a gas aeronautiche: la spinta e le varie configurazioni costruttive.
• Cicli combinati: cenni alle tipologie di cicli combinati; la caldaia a recupero ad un livello di pressione, il pinch point e il subcooling; la pressione ottimale di vaporizzazione per uno e due livelli di pressione; il rendimento dei cicli combinati.
• I Motori a Combustione Interna: generalità e classificazione; parametri geometrici; cicli di funzionamento a due e quattro tempi; cicli termodinamici di riferimento e rendimenti; confronto tra i cicli di riferimento; il ciclo limite; il ciclo reale; sistemi di preparazione della miscela; la combustione nei motori diesel; il ciclo indicato; parametri caratteristici; apertura e chiusura valvole; diagramma della distribuzione; curve caratteristiche del motore; cenni all’accoppiamento del motore all’utilizzatore e alla regolazione dei MCI; alle emissioni dei MCI; cenni alla sovralimentazione e parametri caratteristici.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Sono disponibili sul sito http://www.tpg.unige.it/sistemi_energetici_1.php slides delle principali lezioni, i testi verranno consigliati per la consultazione durante le lezioni a seconda dell’argomento.