| IMPIANTI DI POTENZA E COGENERAZIONE + POWERTRAIN TECHNOLOGIES FOR FUTURE MOBILITY
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: Il corso si propone di fornire una panoramica sui sistemi di conversione dell'energia per la produzione di energia elettrica e energia termica utile (cogenerazione). Vengono introdotte le metodologie di analisi degli impianti di conversione dell'energia: analisi di primo e secondo principio dei cicli di conversione, sviluppo della metodologia di analisi dei cicli di conversione basata sui fattori termodinamici (fattore Carnot, fattore Clausius, fattore di molteplicità delle sorgenti), analisi in design e off-design di componenti e sistemi finalizzata al monitoraggio e alla diagnostica dei componenti e dei sistemi. Vengono poi introdotte metodologie di analisi tecnico-economica: rendimento globale, costi fissi e costi variabili in una centrale termoelettrica, costo dell'elettricità e dell'energia termica prodotte e vengono affrontate le tematiche relative alle emissioni ed inquinanti prodotti da centrali termoelettriche alimentate a combustibili fossili. Si passa poi allo studio degli impianti di potenza e degli impianti di cogenerazione alimentati da combustibili fossili in design e in off-design. Infine viene analizzata la normativa vigente in ambito cogenerazione e vengono forniti e discussi i dati nazionali in detto ambito. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: conoscenza e comprensione delle metodologie di analisi termodinamica dei cicli di conversione dell'energia per impianti di potenza e di cogenerazione e dei criteri per l'ottimizzazione delle loro prestazioni energetiche e per la valutazione delle prestazioni tecnico-economico-ambientale; conoscenza e comprensione del funzionamento in design e in off-design di componenti, 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 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 nuovi sistemi propulsivi per la mobilità sostenibile a partire dalle soluzioni attuali con motori a combustione interna nonché di creare i presupposti per lo sviluppo di soluzioni innovative e a basso impatto ambientale. A tal fine gli allievi svilupperanno conoscenze approfondite dei principi di funzionamento dei sistemi propuslivi per il trasporto e apprenderanno procedure di simulazione per la loro verifica e dimensionamento. 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 sistemi di propulsione a basso imaptto ambientale 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 tali sistemi 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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80300077 |
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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 sistemi di conversione dell'energia per la produzione di energia elettrica e energia termica utile (cogenerazione). Vengono introdotte le metodologie di analisi degli impianti di conversione dell'energia: analisi di primo e secondo principio dei cicli di conversione, sviluppo della metodologia di analisi dei cicli di conversione basata sui fattori termodinamici (fattore Carnot, fattore Clausius, fattore di molteplicità delle sorgenti), analisi in design e off-design di componenti e sistemi finalizzata al monitoraggio e alla diagnostica dei componenti e dei sistemi. Vengono poi introdotte metodologie di analisi tecnico-economica: rendimento globale, costi fissi e costi variabili in una centrale termoelettrica, costo dell'elettricità e dell'energia termica prodotte e vengono affrontate le tematiche relative alle emissioni ed inquinanti prodotti da centrali termoelettriche alimentate a combustibili fossili. Si passa poi allo studio degli impianti di potenza e degli impianti di cogenerazione alimentati da combustibili fossili in design e in off-design. Infine viene analizzata la normativa vigente in ambito cogenerazione e vengono forniti e discussi i dati nazionali in detto ambito. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: conoscenza e comprensione delle metodologie di analisi termodinamica dei cicli di conversione dell'energia per impianti di potenza e di cogenerazione e dei criteri per l'ottimizzazione delle loro prestazioni energetiche e per la valutazione delle prestazioni tecnico-economico-ambientale; conoscenza e comprensione del funzionamento in design e in off-design di componenti, 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-6265 |
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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)
Metodologie di analisi degli impianti di potenza: generalità sulle analisi di primo e secondo principio; analisi dei cicli di conversione dell'energia; rendimento globale e consumo specifico; combustibili; parametri caratteristici della fase di combustione; aspetti ambientali: cenni sulle emissioni termiche e gassose; gli inquinanti atmosferici regolamentati; aspetti economici: costo dell'elettricità prodotta e costo di gestione della potenza installata
Principi di base della cogenerazione: fondamenti termodinamici e considerazioni applicative preliminari; rendimenti e parametrici caratteristici; panoramica nazionale sulla cogenerazione
Complementi di analisi dei componenti: elementi di scambio termico e scambiatori di calore; generatori di vapore a combustibile; generatori di vapore a recupero; condensatori e rigeneratori
Diagnostica e monitoraggio: principi di diagnostica e monitoraggio; metodologie di valutazione dell'off-design delle turbomacchine; metodologie di valutazione dell'off-design delle apparecchiature di scambio termico
Impianti di potenza per la cogenerazione Impianti con turbine a vapore: complementi di analisi termodinamica; limiti funzionali e tecnologici degli IV; soluzioni impiantistiche e prestazioni globali; valutazione delle prestazioni a carico nominale; la regolazione della potenza; valutazione delle prestazioni a carico parziale; influenza delle condizioni operative sulle prestazioni; soluzioni impiantistiche per la cogenerazione; diagnostica e monitoraggio delle prestazioni; emissioni inquinanti e relativo trattamento Impianti con turbine a gas: complementi di analisi termodinamica; limiti funzionali e tecnologici delle TG; soluzioni impiantistiche e prestazioni globali; valutazione delle prestazioni a carico nominale; la regolazione della potenza; valutazione delle prestazioni a carico parziale; influenza delle condizioni operative sulle prestazioni; soluzioni impiantistiche per la cogenerazione; diagnostica e monitoraggio delle prestazioni; emissioni inquinanti e relativo trattamento Impianti combinati gas-vapore: complementi di analisi termodinamica; schema impiantistico di base e considerazioni generali ; soluzioni impiantistiche e prestazioni globali; valutazione delle prestazioni a carico nominale; la regolazione della potenza; valutazione delle prestazioni a carico parziale; influenza delle condizioni operative sulle prestazioni; soluzioni impiantistiche per la cogenerazione; diagnostica e monitoraggio delle prestazioni; emissioni inquinanti e relativo trattamento MCI per applicazioni stazionarie: classificazione e parametri caratteristici; soluzioni impiantistiche e prestazioni globali; valutazione delle prestazioni a carico nominale; la regolazione della potenza; la valutazione delle prestazioni a carico parziale; influenza delle condizioni operative sulle prestazioni; soluzioni impiantistiche per la cogenerazione; emissioni inquinanti e relativo trattamento
Scelta e dimensionamento degli impianti di cogenerazione: la cogenerazione ad alto rendimento (CAR); caratterizzazione degli impianti di potenza in ambito CAR; metodologie per la scelta ed il dimensionamento degli impianti; esempi applicativi
 M. Gambini, M. Vellini - Impianti di Potenza e Cogenerazione - Texmat Materiale fornito dai docenti
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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- |
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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 orale
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| Modulo: POWERTRAIN TECHNOLOGIES FOR FUTURE MOBILITY
(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 nuovi sistemi propulsivi per la mobilità sostenibile a partire dalle soluzioni attuali con motori a combustione interna nonché di creare i presupposti per lo sviluppo di soluzioni innovative e a basso impatto ambientale. A tal fine gli allievi svilupperanno conoscenze approfondite dei principi di funzionamento dei sistemi propuslivi per il trasporto e apprenderanno procedure di simulazione per la loro verifica e dimensionamento. 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 sistemi di propulsione a basso imaptto ambientale 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 tali sistemi 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-6264 |
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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; 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
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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- |
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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; 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
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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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