Anno:pcriodo5: I Lezioni, esercitazioni.la boratori:4+2+2(oreseuimana li) Doeente:Evasio Lavagno
Il corso sipropone diana lizzare le'metod olo gie eleproceduredilocalizz azionedi irn-pianti, infrastru uur e e sistemienerge ticicon parti colareattenzion erivolta alle soluzioni tecnologichedi salvaguardia ambient ale. La scelta trasoluzioni alternative ,a paritàdi servizi resi, viene impostata sulla basedi un approccio di tipo sis temico, che si pone obiettividirazional izzazion etecn ico-econ omicaed ambie ntale. Vien e sviluppata una applicazioneprogettualecon caratteristiche distudio di fattibilità.
REQ UISITI. Fisicatecnica,Macchine, (Energeticae sistemi nucleari )._
PROGRAMMA
l. Elementidiecologiaedi energetica. 180rel
(gliargomentisegnatieon*verrannosviluppatiprincipal menteperglistudentiche nonhannoseguito il eorso diEnergetica e sisteminuclearh.
1.1. Elementi di ecologia
*
Gliecosistemi. Glielementicostitutividell'ambie nte naturale e i principali cicli materiali nell'ambiente naturale. Leperturbazioninaturalie antropogeniche.
1.2. Le forme e le trasformazionidell'energia
*
Le forme dell'energia. Le trasformazionidell'energia:spontanee,reversibili, irre-versibili. Energia , exergia,aner gia . Analisi energetica di processi e sistemi: metodi ,modellie applicazioni.
1.3. Cenni storici e scenari perilfuturo
*
I contributi dellevarie forme primarie alsoddisfacimento dei fabbisogni; fonti primarie,risor se,riserve; proce ssidi trasform azione ;fabbisogni energetici ed usi finali. Evoluzionestoricadei consumi; descrizionedialcune situazioninazionali carau eri stiche;previsioniescenari. La situazio neitaliana nelcontestoeuropeo.
lA. L'approcc io sistemico all'analisidei sistemienergetici;
Icicl i ener getici: le font iprimariee quell erinnovabili. L'energia nucleare. I combustibilifossili: carb one, olio,gas natur ale . I combustibil i secondari : i pro -donidelletrasform azionidel carboneedellabiomassa. Il ciclodell'idrogeno.
2. Gli impianti.icicli edisistemienergetici. [20ore]
2.1. Impiantiesistemi per laprodu zionedienergiaelettricaedi energiatermica. I processidi combustione (richiami). Cald aie,turbinea vaporee a gas,motori alterna tivi;cicl icombinati;celle a combustibile. Impianti nucleari . La produ-zione combinatadienergiaelettricaetermica. Le pompedi calor e.
2.2. Schemidiimpianto .
Descri zion edialcuneschemi particolarment e significativi in merito allesoluzioni tecn ologicheadottateperla riduzionedell'impattoe delrischioambientali.
2.3. Valutazioni qualitative e quantitativ edei rilascidiesercizioedei rilasci inc iden-tali.
Tecniche di controlloe riduzion edelle emissioni 204. La prevenzione del rischio .
2.5. Le infrastrutture necessarieper la gestione dei cicli energetici.
Ilvettoriamento dell'ener gia ele reti energe tiche. Le interconnessioni sovrana-o zionali.
2.6. Ilciclo completodel combustibileel'impatto ambientalecompless ivo.
146 Corsidilaur ea.Torino
3. Ilcontestonormativain meritoai processidi localizzazionedei sistemienergetici c aglistandardsambientali. (8 ore]
3.1. Normee proceduredellalegislazionenazionale ed internazionale.
Glistandardsdi qualità ambientale. Normativa USA, CEEeditaliana.
3.2. Analisi critica di alcunicasirilevantidi processilocalizzativi.
Lelocalizzazionidiimpianti elettronucleari.
4. Analisidi impianti c sistemienergetici. 124ore]
4.1. Definizionedei parametri di valutazione.
In termini di validità: tecnologica, energetica, socio-economica, territ oriale, ambientale. Le analisicosti/benefici.
4.2. Criteri emetodiperlavalutazionedelleallernative.
La modellazionedei sistemienergetici. Modelli integrali. Modelliperla valuta-zione dellealternativedilocalizzazione. Le procedureper la sceltae la qualifi-cazione dei siti: l'esperienza nucleare.
4.3. Energiaeareeurbane.
La pianificazione energetica territoriale. Le aree urbane. La zonizzazione terri-toriale.
ESERCITAZIONI. Le esercitazionie le attivitàdellaboratoriodidattico consistono nello sviluppo dicasiconcernenti diversi sistemienergetici, produttivie/o territoriali . Verrà sviluppata una applicazionealivellodistudiodifattibilità.
BIBLIOGRAFIA. Verrà messo adisposizionematerialedi documentazioneeverranno forniti riferimentibibliografici.
ESAME. Ilcolloquio di esamecomprende ladiscussionedegli elaborati di esercita-zioneelaboratorio.
R3114
Macchine
(Corsoridotto)
Anno:pcriodo3:2 Lezioni,esercitazioni, laboratori:3+ I(ore settimanali)
DOCCOlC:SalvatoreMancò '
Combinando concetti di termodinamica e fluidodinamica, ilcorso tratta i principali sistemi di conversionedell'energia. Esso illustrainoltrei principidifunzionamento e i metodiperla previsionedelleprestazionidegliimpiantiperla generazione di potenza.
Icontenuti del corso consentono altresì agli allievi di valutare le interazioni con l'ambiente deisistemidiproduzioneetrasformazione dell'energia.
REQUISITI. Fisica,chimica,idraulica,fisicatecnica.
PROGRAMMA
I. Termodinamica e fluìdodlnamica .
L'equazionedicontinuità. Principiodiconservazione dell'energiaper isistemi chiusie aperti. Ilsecondo principiodellatermodinamica. Terrnodinarnicadiun flusso com-nrcssibile. Statodi ristagno. Vel ocitàdelsuonoenumero di Mach. Flusso
unidirnen-t995196DL R(amb) 147
siona lee staz ionario in uncondo tto funzio name nto di un ugell o converge nteeco nver-gente -diverge nte. L'equ azione della quan titàdi moto e del mom ento della quantitàdi moto in unsistema aperto:l'equazionedi Euleroper leturbomacchine. Le trasforma-zioni di compression e e espa nsio ne. De finizionidirend iment odell atrasformazione.
2. Turbomacchine.
Turbopompe. Classificazione. Prevalen zapot en za assorbita rendim ent i. Le turbo-pom pe cent rifug he . Mot o de l fluido e triangoli di veloci tà . Curve cara tte ristic he . NPS H. Curve car att eri sti ch e ad ime nsio na li. Leggidi similitud ine. Numero di giri cara tte ris tico. Turbop ompe assia li. Moto del fluido e trian golidivel oci tà. Curve car atter ist ich e. Accoppiam ent o circuitoesterno pompa. Instabili tàdifunzion am ent o.
Pompe colleg ate inserieein parallelo. Pompemultistadio.
Turbineidrauliche. Classificazion e. Cad uta utilizza bilepoten zaren d iment i. Numer o digiricaratteris tico. Turbineadazionee areazione. LaturbinaPelt on.
Turbocompressori. Classifica zione. Lavoro dicompressioneerendimenti. Compres-soricentrifug hi. Principio di funz iona me nto. Curvecara tte ristiche. Mappa di unco m-pressore in coordi na te adime nsiona te. Simi lit udi ne. Instab il ità di funzion am ent o : pompaggio e stallo. Turbocompressoriassiali. Com presso ri multistadi o.
3. Termochimica.
Rea zionidicom bus tio ne . Calore di re azion e e potere ca lor ifico . Temperatura adiaba-ticadicombustione. Dissociazione.
4. Impianti dipotenza.
Turbineagas. Cicliideali . Cicli rigenera tivi. Cicli coninter-refrige razio ne e ricom-bustion e. Cicli reali. Rendiment o e consumo spec ifico di combustibile. Previ sione delle prestazioni incond izioni di progetto. Combustion e e co mbus tori . Controllo tur-. bine a gas aero na uticheeindustriali. Cicliaper tie chi usi. Impian timon o-al ber oe bi-albero.
Impiantia vapore. Cicli di Rankinee Hirn. Poten za,rendimentoe consumo speci fico di combust ibile . Metod iper aume ntare ilrend iment ode gl i impian ti. Rigen eraz ion e.
Impianti aricupero totalee parziale. Cicli combinatigasIvapore.
Motori alternativi a combustione interna. Confronto cicl i Sabath è, Otto e Diesel.
Ciclo lim ite: Motoria2 e4 tempi. Desc rizionemotori a comb ustioneinte rna: motori ad accen sionecom and at a e ad accensio ne per com press io ne. Curve caratte ris tic he.
Coeffi cientedi riempiment o. Rendimentomeccani co. Coppi a epression emedia effet-tiva. Poten za e consumo spec ifico dicomb ustibile. Caratte ristica meccanica. Com -busti on enei motori ad accen sion e coma nda la. Car att eri stica di regola zione . Detona-zione. Combustibil i. Emission i e marmitta cata litica . Combustion enei motor iDiesel.
Caratt er isticadiregolazion e. Comb ustib ili. Emissioniemet odi diriduz ione . ESERCITAZIONI
1. Applicazioniditerm od inam ica;
2. applicazionidi fluidodinamica ; 3. progettodisistemi di pompaggio;
4. pre visionidelleprestazioni di turboco mpressori;
5. calcolodell eprestazionidiimpianti di turbine a gasincondiz ioni di progett o;
6. calcol odell eprestazionidi impiantia vapord'acqu a incond izioni di progett o;
7. eserc izisui motor i a comb ustio neintern a.
Le eser citazi oni so no costitui te da eserc iz i che rispecchian o per quant o possibil e la realtà con rel ativ irisult at i. Glieserciiivengonorisoltiinaulae comme ntat i.
148 Corsidi laurea,Torino
'BIBLIOGRAFIA
Te stidiriferimento:
Appunti del docente
Cornetti,Macchineafluido , Il Capitello, Torino.
Testiausiliari:
Catania ,Comp lementi di macchine,Levrotto& Bella, Torino.
Cohen,Gasturbinetheory ,Longman ,London.
Dixon,Fluidmechanics"thermodynamics of turbomachinery,Pergarnon,Oxford.
White,Fluid mechanics, McGraw- Hill,New York.
ESAME
Esameorale. Afine corsogliallievi possono sottoporsi ad un'accert amento scrittosul programma di esercitazionidelladuratadi 2 ore e senza possibilitàdi consultare testi.
Il risultato della provachecontribuisceper metà al voto finale potràessereutilizzato per un anno.