| IMPIANTI DI POTENZA E COGENERAZIONE + INTERNAL COMBUSTION ENGINES
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Il corso si propone di fornire una panoramica sui fabbisogni di energia, sulle fonti energetiche e sui sistemi di conversione dell'energia. Vengono quindi introdotte le metodologie di analisi degli impianti di conversione dell'energia: analisi di primo e secondo principio, sviluppo della metodologia di analisi basata sui fattori termodinamici: fattore Carnot, fattore Clausius, fattore di molteplicità delle sorgenti. Vengono poi introdotte metodologie di analisi tecnico-economica: rendimento globale, costi fissi e costi variabili in una centrale termoelettrica, costo dell'elettricità prodotta. Infine vengono affrontate le tematiche relative alle emissioni ed inquinanti prodotti da centrali termoelettriche alimentate a combustibili fossili.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: conoscenza e comprensione delle metodologie di analisi termodinamica dei cicli di conversione dell'energia per impianti di potenza e dei criteri per l'ottimizzazione delle loro prestazioni energetiche e per la valutazione delle prestazioni tecnico-economico-ambientale; conoscenza del funzionamento in design e in off-design di impianti di potenza e cogenerativi.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: "progettazione" dei processi termodinamici per impianti di potenza e ecogenerativi e valutazione delle loro prestazioni in design e in off-design
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: capacità di integrare le conoscenze acquisite al fine di saper valutare comparativamente diverse soluzioni impiantistiche in termini energetici, economici ed ambientali
ABILITÀ COMUNICATIVE: dimostrare di saper comunicare, a interlocutori specialistici e non, in modo chiaro e non ambiguo le proprie conoscenze nel settore degli impianti di potenza e della cogenerazione
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: a partire dalle conoscenza acquisite sugli impianti di potenza e cogenerazione, saper continuare a studiare in modo autonomo
2° parte OBIETTIVI FORMATIVI: l corso si prefigge l’'obiettivo di fornire agli allievi una formazione scientifica approfondita per affrontare correttamente i problemi di progettazione, scelta e gestione dei motori a combustione interna e della loro interazione con l'ambiente nonché di creare i presupposti per lo sviluppo di soluzioni innovative. A tal fine gli allievi svilupperanno conoscenze approfondite dei principi di funzionamento dei motori e apprenderanno procedure di simulazione per la verifica e il dimensionamento di un motore alternativo a combustione interna e dei suoi principali componenti. Particolare attenzione è infine dedicata allo sviluppo tecnologico più recente della tecnologia dei motori a combustione interna finalizzato a superare gli attuali limiti in termini di emissioni ed efficienza e definire scenari innovativi di mobilità sostenibile.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: il corso è finalizzato a fornire strumenti di analisi e valutazione delle prestazioni dei motori a combustione interna e dei loro componenti principali. Alla fine del corso, l'allievo sarà in grado di comprendere in maniera autonoma il legame funzionale tra le variabili progettuali e le prestazioni di motori a combustione interna anche di design innovativo.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Il corso, anche attraverso l’'esame di problemi specifici e di dati quantitativi, è finalizzato a fornire gli strumenti di analisi e valutazione degli effetti delle diverse scelte progettuali, Il tema dell’efficienza energetica e della riduzione dell’inquinamento sono al centro dell’organizzazione della didattica. Lo studente sarà in grado di interpretare e proporre soluzioni progettuali, anche innovative, adeguate alla specificità dei problemi che gli vengono proposti.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Attraverso lo studio di aspetti teorici e pratici della progettazione dei motori e la valutazione critica dell'’influenza delle diverse variabili progettuali, lo studente potrà migliorare la propria capacità di giudizio e di proposta in relazione alla progettazione ed alla gestione di motori a combustione interna.
ABILITÀ COMUNICATIVE: La presentazione dei profili teorici e applicativi che sottendono al funzionamento dei motori a combustione interna sarà svolta in modo da consentire l’'acquisizione della padronanza del linguaggio tecnico della terminologia specialistica adeguati; lo sviluppo di abilità comunicative, sia orali che scritte sarà stimolata anche attraverso la discussione in classe, la partecipazione ad attività seminariali e attraverso le prove finali.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: La capacità di apprendimento, anche individuale, sarà stimolata attraverso lo svolgimento di esercitazioni numeriche, la redazione di elaborati su temi specialistici, la discussione in aula, finalizzata anche a verificare l’effettiva comprensione degli argomenti trattati. La capacità di apprendimento sarà anche stimolata da supporti didattici integrativi ( articoli di riviste e quotidiani economici) in modo da sviluppare le capacità applicative autonome
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Codice
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8039918 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
| Modulo: IMPIANTI DI POTENZA E COGENERAZIONE
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Il corso si propone di fornire una panoramica sui fabbisogni di energia, sulle fonti energetiche e sui sistemi di conversione dell'energia. Vengono quindi introdotte le metodologie di analisi degli impianti di conversione dell'energia: analisi di primo e secondo principio, sviluppo della metodologia di analisi basata sui fattori termodinamici: fattore Carnot, fattore Clausius, fattore di molteplicità delle sorgenti. Vengono poi introdotte metodologie di analisi tecnico-economica: rendimento globale, costi fissi e costi variabili in una centrale termoelettrica, costo dell'elettricità prodotta. Infine vengono affrontate le tematiche relative alle emissioni ed inquinanti prodotti da centrali termoelettriche alimentate a combustibili fossili.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: conoscenza e comprensione delle metodologie di analisi termodinamica dei cicli di conversione dell'energia per impianti di potenza e dei criteri per l'ottimizzazione delle loro prestazioni energetiche e per la valutazione delle prestazioni tecnico-economico-ambientale; conoscenza del funzionamento in design e in off-design di impianti di potenza e cogenerativi.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: "progettazione" dei processi termodinamici per impianti di potenza e ecogenerativi e valutazione delle loro prestazioni in design e in off-design
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: capacità di integrare le conoscenze acquisite al fine di saper valutare comparativamente diverse soluzioni impiantistiche in termini energetici, economici ed ambientali
ABILITÀ COMUNICATIVE: dimostrare di saper comunicare, a interlocutori specialistici e non, in modo chiaro e non ambiguo le proprie conoscenze nel settore degli impianti di potenza e della cogenerazione
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: a partire dalle conoscenza acquisite sugli impianti di potenza e cogenerazione, saper continuare a studiare in modo autonomo
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Codice
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M-5937 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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9
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Settore scientifico disciplinare
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ING-IND/09
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Ore Aula
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90
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Fruisce da
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(programma)
Impianti di potenza convenzionali: Centrali termoelettriche a vapore: analisi termodinamica del ciclo base di riferimento e delle modifiche al ciclo base. Schemi impiantistici delle centrali in relazione alla taglia d’impianto, parametri di esercizio, prestazioni, influenza delle condizioni operative, regolazione dell’impianto, combustibili utilizzabili, settori di applicazione. Costo del kWh prodotto. Le emissioni inquinanti dalle centrali a vapore. Gli impianti a vapore ultrasupercritici (USC) Centrali termoelettriche con turbine a gas: analisi termodinamica del ciclo base di riferimento e delle eventuali modifiche al ciclo base. Configurazioni impiantistiche mono e bi-albero, combustibili utilizzabili, prestazioni, influenza delle condizioni operative, regolazione dell’impianto, settori di applicazione. Costo del kWh prodotto. Le emissioni inquinanti dalle turbine a gas. Impianti a ciclo combinato gas-vapore: benefici termodinamici connessi alla combinazione del ciclo a gas con quello a vapore. Il ciclo ideale di riferimento. Criteri di ottimizzazione termodinamica dei cicli a recupero alimentati da sorgenti a temperatura variabile. Il rendimento dei cicli combinati ed il rapporto di potenze tra sezione a gas: configurazione impiantistica e considerazioni generali. Le caldaie a recupero: criteri di calcolo e di ottimizzazione dei parametri caratteristici. Cicli a vapore a recupero: criteri di ottimizzazione delle prestazioni. Schemi impiantistici, prestazioni, regolazione, costo dell’elettricità prodotta, emissioni inquinanti.
Centrali termoelettriche avanzate e/o innovative: cicli misti gas-vapore. Il ciclo con iniezione di vapore (ciclo STIG). Cenni ai cicli misti innovativi e analisi dei processi fisico-termodinamici non convenzionali (condensazione di vapore d'acqua in presenza di incondensabili ed espansione di miscele di vapore e in condensabili)
Cogenerazione ad alto rendimento (CAR) Produzione combinata di energia elettrica e termica: la cogenerazione. Fondamenti termodinamici e benefici energetici della cogenerazione. Le prestazioni e la regolazione degli impianti in modalità cogenerativa. Aspetti economici, ambientali e analisi di fattibilità.
 M. Gambini - Appunti per le lezioni di Conversione dell’Energia - Texmat Materiale fornito dai docenti
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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| Modulo: INTERNAL COMBUSTION ENGINES
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: l corso si prefigge l’'obiettivo di fornire agli allievi una formazione scientifica approfondita per affrontare correttamente i problemi di progettazione, scelta e gestione dei motori a combustione interna e della loro interazione con l'ambiente nonché di creare i presupposti per lo sviluppo di soluzioni innovative. A tal fine gli allievi svilupperanno conoscenze approfondite dei principi di funzionamento dei motori e apprenderanno procedure di simulazione per la verifica e il dimensionamento di un motore alternativo a combustione interna e dei suoi principali componenti. Particolare attenzione è infine dedicata allo sviluppo tecnologico più recente della tecnologia dei motori a combustione interna finalizzato a superare gli attuali limiti in termini di emissioni ed efficienza e definire scenari innovativi di mobilità sostenibile.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: il corso è finalizzato a fornire strumenti di analisi e valutazione delle prestazioni dei motori a combustione interna e dei loro componenti principali. Alla fine del corso, l'allievo sarà in grado di comprendere in maniera autonoma il legame funzionale tra le variabili progettuali e le prestazioni di motori a combustione interna anche di design innovativo.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Il corso, anche attraverso l’'esame di problemi specifici e di dati quantitativi, è finalizzato a fornire gli strumenti di analisi e valutazione degli effetti delle diverse scelte progettuali, Il tema dell’efficienza energetica e della riduzione dell’inquinamento sono al centro dell’organizzazione della didattica. Lo studente sarà in grado di interpretare e proporre soluzioni progettuali, anche innovative, adeguate alla specificità dei problemi che gli vengono proposti.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Attraverso lo studio di aspetti teorici e pratici della progettazione dei motori e la valutazione critica dell'’influenza delle diverse variabili progettuali, lo studente potrà migliorare la propria capacità di giudizio e di proposta in relazione alla progettazione ed alla gestione di motori a combustione interna.
ABILITÀ COMUNICATIVE: La presentazione dei profili teorici e applicativi che sottendono al funzionamento dei motori a combustione interna sarà svolta in modo da consentire l’'acquisizione della padronanza del linguaggio tecnico della terminologia specialistica adeguati; lo sviluppo di abilità comunicative, sia orali che scritte sarà stimolata anche attraverso la discussione in classe, la partecipazione ad attività seminariali e attraverso le prove finali.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: La capacità di apprendimento, anche individuale, sarà stimolata attraverso lo svolgimento di esercitazioni numeriche, la redazione di elaborati su temi specialistici, la discussione in aula, finalizzata anche a verificare l’effettiva comprensione degli argomenti trattati. La capacità di apprendimento sarà anche stimolata da supporti didattici integrativi ( articoli di riviste e quotidiani economici) in modo da sviluppare le capacità applicative autonome
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Codice
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M-5938 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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9
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Settore scientifico disciplinare
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ING-IND/08
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Ore Aula
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90
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Ore Studio
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Docente
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CORDINER STEFANO
(programma)
Generalità sui motori alternativi a combustione interna: Caratteristiche e classificazione, analisi termodinamica e prestazionale dei motori alternativi a combustione interna, Analisi sperimentale delle prestazioni di un motore a combustione interna. Alimentazione aria Motori 4 tempi: coefficiente di riempimento e sua valutazione; effetti quasi-stazionari; dimensionamento delle valvole; influenza di altri parametri motoristici; sistemi Variable Valve Actuation. Fenomeni non stazionari nei condotti di aspirazione e scarico: inerzia e propagazione ondosa; sistemi a geometria variabile; modelli di calcolo per il processo di alimentazione dell'aria nel motore a quattro tempi; Motori 2 tempi: schemi costruttivi; Sovralimentazione. Moti della carica nel cilindro : Turbolenza (cenni); swirl, squish, tumble; motori a carica stratificata. Combustibili tradizionali ed alternativi; Proprietà dei combustibili per motori. Generalità sui combustibili; dosatura stechiometrica; potere calorifico Combustibili gassosi: gas naturale, idrogeno e miscele. bio-etanolo, bio-diesel e DME. Caratteristiche e loro impiego nei motori: soluzioni tecniche, prestazioni ed emissioni. Alimentazione Combustibile Motori Otto: carburatore (cenni); sistemi di iniezione; sonda lambda. Motori Diesel: sistemi di iniezione e iniettori; dimensionamento di massima. Prove sperimentali su un sistema di iniezione Diesel Common Rail. Combustione : Fondamenti analitici dello studio della combustione; termodinamica dei processi di combustione; calcolo della composizione chimica e della temperatura adiabatica in equilibrio; fenomeni di trasporto (cenni); cinetica chimica (cenni). Combustione nei motori Otto e Diesel. Emissioni e sistemi per il loro abbattimento; meccanismi di formazione, effetti sulla salute e sull'ambiente, misura delle emissioni; influenza dei parametri motoristici; cicli di prova e normativa; procedure e sistemi per la riduzione delle emissioni nei motori. Mobilità ecosostenibile. Principi di funzionamento dei veicoli ibridi: soluzione serie e parallelo; motori a c.i. ed elettrici impiegati; frenata rigenerativa; batterie al litio, prestazioni e prospettive. Veicoli ibridi plug-in, motori a c.i. “range extender”. Veicoli elettrici, caratteristiche e prospettive. Per tutti gli argomenti del corso verranno presentati gli strumenti di simulazione numerica
 Dispense distribuite a lezione
J.B. Heywood "Internal Combustion Engines", 2nd edition McGraw-Hill 2018
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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Docente
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BARTOLUCCI LORENZO
(programma)
Generalità sui motori alternativi a combustione interna: Caratteristiche e classificazione, analisi termodinamica e prestazionale dei motori alternativi a combustione interna, Analisi sperimentale delle prestazioni di un motore a combustione interna. Alimentazione aria Motori 4 tempi: coefficiente di riempimento e sua valutazione; effetti quasi-stazionari; dimensionamento delle valvole; influenza di altri parametri motoristici; sistemi Variable Valve Actuation. Fenomeni non stazionari nei condotti di aspirazione e scarico: inerzia e propagazione ondosa; sistemi a geometria variabile; modelli di calcolo per il processo di alimentazione dell'aria nel motore a quattro tempi; Motori 2 tempi: schemi costruttivi; Sovralimentazione. Moti della carica nel cilindro : Turbolenza (cenni); swirl, squish, tumble; motori a carica stratificata. Combustibili tradizionali ed alternativi; Proprietà dei combustibili per motori. Generalità sui combustibili; dosatura stechiometrica; potere calorifico Combustibili gassosi: gas naturale, idrogeno e miscele. bio-etanolo, bio-diesel e DME. Caratteristiche e loro impiego nei motori: soluzioni tecniche, prestazioni ed emissioni. Alimentazione Combustibile Motori Otto: carburatore (cenni); sistemi di iniezione; sonda lambda. Motori Diesel: sistemi di iniezione e iniettori; dimensionamento di massima. Prove sperimentali su un sistema di iniezione Diesel Common Rail. Combustione : Fondamenti analitici dello studio della combustione; termodinamica dei processi di combustione; calcolo della composizione chimica e della temperatura adiabatica in equilibrio; fenomeni di trasporto (cenni); cinetica chimica (cenni). Combustione nei motori Otto e Diesel. Emissioni e sistemi per il loro abbattimento; meccanismi di formazione, effetti sulla salute e sull'ambiente, misura delle emissioni; influenza dei parametri motoristici; cicli di prova e normativa; procedure e sistemi per la riduzione delle emissioni nei motori. Mobilità ecosostenibile. Principi di funzionamento dei veicoli ibridi: soluzione serie e parallelo; motori a c.i. ed elettrici impiegati; frenata rigenerativa; batterie al litio, prestazioni e prospettive. Veicoli ibridi plug-in, motori a c.i. “range extender”. Veicoli elettrici, caratteristiche e prospettive. Per tutti gli argomenti del corso verranno presentati gli strumenti di simulazione numerica
 Dispense distribuite a lezione
J.B. Heywood "Internal Combustion Engines", 2nd edition McGraw-Hill 2018
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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