Macchine, Macchine e Sistemi Energetici
(LATL), (LMEL)

Titolare: Alessandro Corsini Ph.D.



Finalità del corso

Il corso è orientato a fornire le conoscenze fondamentali su: principi di funzionamento e criteri di scelta delle macchine a fluido. Le macchine a fluido sono considerate nelle applicazioni quali componenti di base nei settori industriale, civile, della trazione, ed energetico, dedicando particolare cura alla discussione degli aspetti di sistema. Viene presentato lo stato dell'arte delle tecnologie energetiche nei settori dei cicli termo-meccanici ad alta efficienza, della produzione combinata di potenza. Unitamente sono discusse le principali tecnologie energetiche da fonte rinnovabile. Il corso intende fornire, infine, elementi per la valutazione di impatto ambientale degli impianti motori termici.

Programma del Corso



INTRODUZIONE ALLE MACCHINE A FLUIDO
Criteri di classificazione delle macchine a fluido. Schemi di processo esemplificativi dell'uso di macchine: sistemi di conversione dell'energia, linee di produzione del vapore ed aria compressa, impianti frigoriferi, impianti di trattamento).
TERMODINAMICA DELLE MACCHINE
Richiami di termodinamica delle macchine. Primo principio della termodinamica, equazione di conservazione dell'energia per sistemi termodinamici chiusi ed aperti. Secondo principio della termodinamica. Cenni di analisi entropica. Trasformazioni tecniche dei fluidi. Trasformazione e conversione dell'energia, metodi, tecniche e sedi. Cicli di conversione ideali, limite e reali. Rendimenti dei cicli e degli impianti. Processo di combustione, bilanci di massa e di energia. Bilancio delle emissioni da processi di conversione termici.
MACCHINE TERMICHE
Centrali termiche a vapore (impianti a condensazione ed a controrecupero). Cicli termodinamici (ideali, limite e reali). Tecniche di surriscaldamento, risurriscaldamento e rigenerazione termica. La regolazione di potenza. Turbogruppo a gas. Cicli termodinamici (ideale e reale). Il de-rating ambientale. La regolazione di potenza. Motori alternativi a combustione interna. Cicli termodinamici ideali. Motori a quattro e due tempi. Caratterizzazione dei motori. Bilancio termico. Impianti combinati e cogenerativi. La produzione combinata di potenza elettrica e termica.
MACCHINE IDRAULICHE
La conversione dell'energia idraulica (Teorema di Eulero, potenza utile). Applicazioni di mini e micro-idraulica.

MACCHINE INDUSTRIALI
Le macchine operatrici (pompe, compressori, ventilatori e soffianti), campi di impiego, principi di funzionamento e prestazioni. Impianti frigoriferi e pompe di calore, schemi di impianto e prestazioni.
SISTEMI DI CONVERSIONE DA FONTI ENERGETICHE RINNOVABILI
Energia eolica, energia geotermica, energia dalle biomasse. Risparmio energetico ed uso razionale dell'energia.
CRITERI DI MODELLAZIONE DI SISTEMI ENERGETICI COMPLESSI
IMPATTO AMBIENTALE DEI PROCESSI DI CONVERSIONE DELL'ENERGIA (Cenni)
Impatto ambientale dei cicli termo-motori. Impatto ambientale nella conversione di energie rinnovabili.

SEMINARI DEL CORSO DI MACCHINE & SISTEMI ENERGETICI a.a. 2003-2004
Cogenerazione e trigenerazione, uno stato dell'arte , ing. A. Tanzilli, Progetto Energia ESCO, 16 giugno 2004

SEMINARI DEL CORSO DI MACCHINE & SISTEMI ENERGETICI a.a. 2002-2003, programma
Note dei seminari (disponibili in formato pdf), a.a. 2002-2003
La refrigerazione palare dei turbogruppi a gas , ing. F. Cecconi, 23 maggio 2003

Il ruolo dell'efficienza e delle fonti rinnovabili nel settore energetico in Italia, ing. M. Gamberale, Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio, Direzione IAR, 11 giugno 2003

Dal Monopolio alla Borsa Elettrica. Il percorso di liberalizzazione del settore energetico-elettrico, ing. D. Coppi, ACEA Electrabel Energia, 27 giugno 2003
( parte i/iv, parte ii/iv, parte iii/iv, parte iv/iv )




Note dei seminari (disponibili in formato pdf), a.a. 2001-2002
Stato dell'arte delle tecnologie energetiche solari , ing. A. Corrado, 19 giugno 2002




Modalità di verifica

Prove scritte di verifica della preparazione conseguita, durante lo svolgimento del corso (due prove per il corso di Macchine (6 CFU), tre prove per il corso di Macchine e Sistemi Energetici (10 CFU)). La prova finale consiste nella discussione degli elaborati precedenti con eventuali approfondimenti.

Orari del Corso

III Trimestre
Lunedì, 9.00 - 12.00
Mercoledì, 9.00 - 12.00
Venerdì, 14.30 - 17.30


Dispense e libri di testo consigliati

C. Caputo
Gli impianti convertitori di energia, Vol. I
Ed. Masson
O. Acton, C. Caputo
Impianti motori, Tomo I
Ed. UTET, 1992
G. Cornetti
Macchine Termiche
Ed. il Capitello
G. Cornetti
Macchine Idrauliche
Ed. il Capitello
G. Lozza
Turbine a gas e cicli combinati
Ed. Esculapio
Esercitazione
Ciclo a vapore con risurriscaldamento e 7 spillamenti di vapore
TMRGroup@DMA-URLS
Esercitazione
Integrated Gasification Combined Cycle Preliminary Design. A case study for Varadero Crude
TMRGroup@DMA-URLS

Siti e risorse di rete

International Gas Turbine Institute, ASME
Power and energy resources at ASME
Power division at IMechE
US Department of Energy (DoE)
Distributed Energy Resources at DoE
Energy Efficiency & Renewable Energy at DoE
Distributed Energy&Reliability programs at DoE
Java Gas Turbine simulator

Appelli d'Esame

primo appello: 8 luglio 2004, ore 9.30, aula 505
secondo appello: 16 luglio 2004, ore 15.30
terzo appello: data da definire
quarto appello: data da definire
quinto appello: data da definire
sesto appello: data da definire
settimo appello: data da definire
ottavo appello: data da definire




Tesi disponibili, maggio-luglio 2003

Realizzazione di un modello non-stazionario del sistema energetico di isole minori italiane
Studi sulla valorizzazione energetica di biomasse: produzione combinata di potenza, produzione di idrogeno
Studi sulla valorizzazione energetica dei Rifiuti Solidi Urbani
Analisi di efficienza energetica nell'industria
I lavori di tesi/stage si svolgono in collaborazione con il Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio, Direzione IAR

Sistemi fotovoltaici connessi in rete: problematiche della connessione in Italia ed in Europa
Il lavoro di tesi/stage si svolge in collaborazione con
EUROSOLARE Spa

Life Cycle Assessment di sistemi per la conversione di energia da fonti rinnovabili
Il lavoro di tesi/stage si svolge in collaborazione con Ecobilancio Italia Srl


Tesi realizzate, Corso di Laurea in Ingegneria dell'Ambiente e del Territorio, a.a. 2001-2002

autore:
Isabella Bruno
titolo:
Ecobalance of a wind turbine: LCA approach

abstract della tesi
stage svolto presso:
Institut of Technical Thermodynamics DLR (German Aerospace Center)

tutor: Dr. Wolfram Krewitt, Dr. Peter Viebahn
note:
Uniromatraining 2002
EU Programme "Leonardo da Vinci"
autore:
Davia Chimento
titolo:
titolo

abstract della tesi
stage svolto presso:
Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio, Direzione IAR

tutor: ing. Mario Gamberale
note:
autore:
Emiliano Miazzetto
titolo:
titolo

abstract della tesi
stage svolto presso:
Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio, Direzione IAR

tutor: ing. Mario Gamberale
note:
autore:
Federico Sanavia
titolo:
Progettazione di un sistema di illuminazione fotovoltaica per luci bordo pista aeroportuali: l'aeroporto di Pantelleria

abstract della tesi
stage svolto presso:
EUROSOLARE Spa

tutor: ing. Eucherio Bricca
note:
Programma "Isole minori", MinAmbiente

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