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Evasio LAVAGNO (Dipartimento di Energetica)
Presentazione del corso
Il Corso si propone di analizzare le metodologie e le procedure di localizzazione di impianti, infrastrutture e sistemi energetici, con particolare atten-zione rivolta alle soluzioni tecnologiche di maggior salvaguardia ambientale. La scelta tra soluzioni alternative, a parità di servizi resi, viene impostata sulla ba-se di un approccio di tipo sistemico, che si pone obiettivi di razionalizzazione tecnico-economica ed ambientale.
Viene sviluppata una applicazione progettuale con caratteristiche di studio di fattibilità.
Prerequisiti
Fisica Tecnica, Macchine, Energetica e sistemi nucleari.
Programma
l.ELEMENTI DI ECOLOGIA E DI ENERGETICA(lO %)
(gli argomenti segnati con * verranno sviluppati principalmente per gli studenti che non hanno seguito il corso di "Energetica e sistemi nucleari")
1.1 Elementi di ecologia * Gli ecosistemi.
Gli elementi costitutivi dell'ambiente naturale e i principali cicli materiali nell'ambiente naturale: perturbazioni naturali e antropogeniche.
1.2Leforme e letrasformazioni dell'energia Le forme dell'energia.
Letrasformazioni dell'energia: spontanee, reversibili, irreversibili.
Energia, exergia, anergia.
Analisi energetica di processi e sistemi: metodi, modelli e applicazioni.
1.3. Cenni storici e scenari per ilfuturo*
I contributi delle varie forme primarie al soddisfacimento dei fabbisogni; fonti prima-rie, risorse, riserve; processi di trasformazione; fabbisogni energetici ed usi fmali.
Evoluzione storica dei consumi; descrizione di alcune situazioni nazionali caratteristi-che; previsioni e scenari.
La situazione italiana nel contesto europeo. Il PEN e le leggi 9/91 e 10/91.
1.4. L'approccio sistemico all'analisi dei sistemi energetici I cicli energetici: le fonti primarie e quelle rinnovabili
L'energia nucleare. I combustibili fossili: carbone, olio, gas naturale
I combustibili secondari: i prodotti delle trasformazioni del carbone e della biomassa.
Il ciclo dell'idrogeno.
2. GLI IMPIANTI,I CICLI EDI SISTEMI ENERGETICI. (20%)
2.1 Impianti e sistemi perlaproduzione di energia elettrica e di energia termica I processi di combustione (richiami).
Caldaie, turbineàvapore e a gas, motori alternativi; cicli combinati.
Celle a combustibile.
Impianti nucleari.
Produzione combinata di energia elettrica e termica.
Pompe di calore.
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2.2 Schemidiimpianto
Descrizione di alcuni schemi particolarmente significativi in merito alle soluzioni tec-nologiche adottate per la riduzione dell'impatto e del rischio ambientali.
2.3 Valutazioni qualitative e quantitative dei rilasci diesercizio e dei rilasci incidentali
Tecniche di controllo e riduzione delle emissioni.
2.4Laprevenione del rischio.
2.5Leinfrastrutture necessarie per la gestionedeicicli energetici Il vettoriamento dell'energia e le reti energetiche.
Leinterconnessioni sovranazionali.
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ciclo completo del combustibilee l'impatto ambientale complessivo 3. IL CONTASTO NORMATIVO IN MERITO AI PROCESSI DI LOCALIZZAZIONE DEI SISTEMI ENERGETICI E AGLI STANDARDS AMBIENTALI (10%)3.1 Normeeprocedure della legislazione nazionaleedinternazionale Gli standards di qualità ambientale.
Normativa USA,U.E ed italiana
3.2 Analisi criticadialcuniocasirilevantidiprocessi localizzativi Le localizzazioni di impianti elettronucleari.
4.ANALISI DI IMPIANTI E SISTEMI ENERGETICI(20%) 4.1 Definizione deiparametridivalutazione
In termini di validità:tecnologica energetica,socio-economica,territoriale, ambientale.
Le analisi costi/benefici.
4.2 Criterie metodi per la valutazione delle alternative
La modellazione dei sistemi energetici:modelli integrali e modelli per la valutazione delle alternative di localizzazione.
Leprocedure per la scelta e la qualificazione dei siti:l'esprienza nucleare.
4.3 Energiae areeurbane
La pianificazione energetica territoriale.
Le aree urbane .La zonizzazione territoriale.
Laboratori elo esercitazioni
Le esercitazioni e le attività del Laboratorio Didattico (LAME - Laboratorio di Analisi e Modelli Energetici) consistono nello sviluppo di casi concernenti diversi sistemi ener-getici, produttivie/oterritoriali. Verrà'sviluppata una applicazione a livello di studio di fattibilità.
Bibliografia
Verrà messo a disposizione materiale di documentazione e verranno forniti riferimenti bibliografici.
Esame
Il colloquio di esame comprende la discussione degli elaborati di esercitazione e Laboratorio.
Q3110
Paolo CAMPANARO (Dipartimento di Energetica)
Presentazione del corso
Nel corso sono esposti i principi termodinamici e fluidodinamici necessari ad una cor-retta comprensione del funzionamento delle turbomacchine a fluido. Di queste viene poi sviluppata l'analisi del funziona-mento nei tipi di più comune impiego, con l'ap-profondimento richiesto dall'obiettivo di far diventare l'allievo nella sua futura attività professionale un accorto utilizzatore, sia nella scelta delle macchine stes-se sia nel loro esercizio. A questo scopo vengono esaminati problemi di scelta, di installazione, di regola-zione, sia in sede di lezione sia in sede di esercitazione, dove vengono esemplifi-cate le necessarie calcola-zioni. 11 corso è costituito da quattro moduli
Prerequisiti
Sono nozioni propedeutiche essenziali quelle presenti nel corso di Termodinamica Applicata e, in parte, nel corso di Meccanica Applicata alle Macchine.
Programma
1. TERMOFLUIDODINAMICA (20%)
Considerazioni generali sulle macchine a fluido motrici ed operatrici. Classificazioni.
Principio della Termodinamica in sistemi chiusi e aperti. Fluidodinamica nelle macchi-ne. Effusori e diffusori, geometria dei condotti. [10+8 ore]
2. TURBINE A VAPOR D'ACQUA (30%)
Cicli e schemi di impianti a vapore d'acqua; mezzi per migliorareilrendimento dell'im-pianto. Cicli rigenerativi. Impianti a vapore con produzione combinata di energia mec-canica e termica. [8+5 ore]
Turbine. Triangoli di velocità. Stadi ad azione e a reazione, portate, potenze, funziona-mento in condizione di progetto. Turbine assiali e radiali. Dimensionafunziona-mento.
Funzionamento fuori progetto della turbina. Regolazione degli impianti a vapore. La condensazione. [12+8 ore]
3. TURBOMACCHINE A GAS (30%)
Turbocompressori di gas; classificazione, funzionamento. Generalità sui turbo com-pressori. Similitudine di funzionamento. Caratteristica adimensionata di un turbo-compressore. La regolazione dei turbocompressori. [10+4 ore]
Turbine a gas; considerazioni termodinamiche sul ciclo, ciclo ideale e ciclo reale.
Funzionamento in condizione di massimo lavoro e di massimo rendimento. Prestazioni, mezzi per migliorareilrendimento dell'impianto. Organizzazione meccanica dell'impian-to, schema monoalbero e bialbero, funzionamento e regolazione degli impianti. Ciclo con aria e ciclo con elio: analisi comparata delle due soluzioni. I cicli combinati. [13+4 ore]
4. TURBOMACCHINE IDRAUUCHE (20%)
Turbine idrauliche: le turbine Pelton, le turbine Francis, le turbine Kaplan, loro fun-zionamento. Le condizioni di massimo rendimento. La regolazione delle turbine idrau-liche. [7+3 ore]
Le turbopompe: prestazioni, funzionamento, regolazione. Caratteristica della turbo-pompa.Lacavitazione nelle turbopompe.Le pompe-turbine. [5+3 ore]
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Laboratori elo esercitazioni
Il corso delle esercitazioni prevede specifiche applicazionidicalcolo sulle turbomacchi-ne trattate a lezioturbomacchi-ne. Tali applicazioni consentonodipreparare l'allievo al superamento della prova scritta d'esame.
Bibliografia
Appunti delle lezioni e delle eserci'azioni sono messi a disposizione degli allievi.
Giuseppe Cantore 'Macchine' Progetto Leonardo 1996 ed. Esculapio (Bologna)
Giovanni Lozza 'Turbine a gas e cicli combinati' Progetto Leonardo 1996 ed Esculapio (Bologna)
Esame
L'esame consiste nel superamento di una prova scritta ediuna prova orale. La prova scritta serve a valutare la capacità dell'allievo a risolvere problemi applicativi sulle tur-bomacchine. La prova scritta e la prova orale sono svolte all'interno dello stesso appel-lo d'esame.
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Periodo:
Crediti:
Docente: