OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento fornisce un quadro aggiornato degli impianti per produzione di energia di tipo tradizionale ed innovativo con particolare riguardo alla riduzione delle emissioni inquinanti e all’incremento dell’efficienza di conversione

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercitazioni, e visite in laboratorio) e lo studio individuale consentiranno allo studente di:

- comprendere le tematiche relative ai processi di combustione e di formazione degli inquinanti;

- conoscere le caratteristiche delle caldaie e degli aspetti avanzati dei cicli misti;

- applicare le nozioni di termodinamica al calcolo prestazionale;

- analizzare e calcolare le prestazioni dei sistemi energetici (verranno svolte attività a gruppi);

- comprendere i concetti di base sui generatori eolici;

- conoscere i concetti di base sui motori a combustione interna alternativi;

- identificare ed analizzare i principali componenti di impianto.

In particolare, grazie alla partecipazione alle attività didattiche previste, sarà possibile ottenere le seguenti capacità:

- capacità di individuare le proprie abilità, capacità di concentrazione e riflessione critica rispetto a un compito (competenza personale);

- capacità di gestione delle proprie interazioni sociali, atteggiamento collaborativo, comunicazione costruttiva in ambienti differenti (competenza sociale);

- consapevolezza rispetto alle proprie strategie di apprendimento preferite, organizzazione e valutazione dell’apprendimento personale secondo quanto compreso ed imparato (capacità di imparare a imparare).

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento sarà articolato in lezioni frontali, visite in laboratorio ed esercitazioni numeriche (per un totale di 60 ore). Le ore dedicate agli esercizi saranno svolte dai docenti titolari del corso con la seguente modalità: introduzione riassuntiva dei contenuti svolti nelle lezioni frontali e sviluppo di esercizi sulle principali tematiche. La frequenza a tutte le attività didattiche proposte è vivamente consigliata. In particolare, la partecipazione alle esercitazioni numeriche è importante per acquisire le capacità necessarie allo sviluppo dell'elaborato d'esame.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Generalità sui processi di combustione e meccanismi di formazione degli inquinanti

Generalità sui fenomeni di inquinamento.Combustibili convenzionali. Rapporto aria-combustibile e potere calorifico. Classificazione e caratteristiche dei processi di combustione. Meccanismi di formazione degli inquinanti nei processi di combustione e loro effetti sull’uomo e sull’ambiente.

Motori alternativi a combustione interna (MCI)

Impiego di MCI per applicazioni stazionarie. Il recupero dell’energia termica nei motori. Analisi di parametri operativi di impianti di cogenerazione basati su MCI. Utilizzo di combustibili alternativi nei MCI: problematiche, influenza su prestazioni ed emissioni inquinanti.

Le caldaie: fondamenti e componenti

Cenni storici. Classificazione e componenti delle caldaie. Bilancio termico e scambio termico nelle caldaie. Cenni a tecnologie innovative: boiler once-through e super-critici. Caldaia Benson e relative applicazioni.

Cicli misti e cogenerazione

Complementi su impianti a ciclo misto. Cogenerazione ad alto rendimento e teleriscaldamento. Caldaie a biomassa per il teleriscaldamento.

Le emissioni inquinanti degli impianti per l’energia e sistemi di abbattimento

Tipologie e proprietà degli inquinanti. Formazione ed unità di misura degli inquinanti. Tecniche di prevenzione delle emissioni. Cenni ai combustori delle turbine a gas. Sistemi di abbattimento delle emissioni.

Energia eolica

Tipologie di generatori eolici ad asse orizzontale ed asse verticale. Stima di producibilità di parco eolico. Impatto ambientale degli impianti eolici.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Copia del programma e informazioni circa il reperimento del materiale bibliografico indicato vengono fornite direttamente dai Docenti.

Le slide/dispense del Corso sono reperibili su aulaweb.

Anche per gli studenti non frequentanti (anche se la partecipazione attiva alle lezioni è fortemente raccomandata), si consiglia di utilizzare il materiale didattico su aul@web. Per eventuali dubbi su questo materiale, si suggerisce di contattare i docenti via e-mail: mario.ferrari@unige.it, stefano.barberis@unige.it e silvia.marelli@unige.it.

I libri sotto indicati sono suggeriti come testi di appoggio (l'esame può essere superato in maniera ottimale senza l'utilizzo di questi testi):

S.L. Dixon,  Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery – Elsevier.

G. Lozza - Turbine a gas e cicli combinati - Progetto Leonardo.

S. Kakac, Boilers Evaporators, and Condensers, John Wiley & Sons Inc., 1991.

A. H. Lefebvre - Gas Turbine Combustion - Hemisphere.

O. Acton, C. Caputo, Introduzione allo Studio delle Macchine, UTET, Torino, 1979.

O. Acton, C. Caputo, Turbomacchine, UTET, Torino, 1986.

O. Acton, C. Caputo, Impianti motori, UTET, Torino, 1992.

G. Cornetti, F. Millo, Macchine Termiche, Il Capitello, 2006.

G. Ferrari, G. D’Errico, A. Onorati, Internal Combustion Engines. Società Editrice Esculapio. 2022.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/11941/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Per quanto riguarda la parte del modulo tenuta dai Proff. Marelli e Usai si richiede un elaborato svolto sottoforma di esercitazione in gruppi e la discussione dello stesso nelle date comunicate dai docenti.

Per quanto riguarda la parte del modulo tenuta dai Proff. Ferrari e Barberis si richiede un elaborato svolto sottoforma di esercitazioni in gruppi.

Gli studenti che abbiano certificazioni in corso di validità per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente per la disabilità della Scuola Politecnica, Prof. Federico Scarpa (federico.scarpa@unige.it), all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche e di esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Gli elaborati delle esercitazioni verranno prodotti tramite lavori di gruppo (le scadenze delle date di consegna saranno fornite dai docenti al momento dell'assegnazione). La discussione dell'elaborato, per la parte tenuta dai Proff. Marelli e Usai, sarà effettuata nelle date comunicate dai docenti.

Questi elaborati verranno valutati in trentesimi e costituiranno la valutazione dell'esame.

I dettagli sulle modalità di preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento di ogni argomento verranno forniti nel corso delle lezioni. L'esame avrà lo scopo di valutare non soltanto se lo studente ha raggiunto un livello adeguato di conoscenze, ma se ha acquisito la capacità di analizzare criticamente problemi relativi al programma dell'insegnamento e di presentarli con una terminologia corretta.

ALTRE INFORMAZIONI

Per ulteriori informazioni si prega di contattare i docenti via e-mail: Prof. Marelli Silvia (silvia.marelli@unige.it), Prof. Usai Vittorio (vittorio.usai@unige.it) e/o Prof. Ferrari Mario Luigi (mario.ferrari@unige.it), Prof. Barberis Stefano (stefano.barberis@unige.it).