Riassunto riguardante le attività svolte durante il percorso di dottorato
Durante il percorso di dottorato sono state svolte attività sia sperimentali che di tipo modellistico su sistemi di combustione a biomassa di piccola taglia.
In primo luogo, è stata modificata una caldaia a cippato a letto fisso per poterne effettuare il monitoraggio sia termico che di specie chimiche in ambiente di combustione. Sono quindi state implementate modifiche inerenti sia il sistema di alimentazione che di misura, con la costruzione di sonde per il campionamento di gas e il sistema di supporto per la loro analisi in condizioni controllate di operazione della caldaia. Attraverso questi sistemi sono stati acquisiti ed analizzati dati relativi alle performances del dispositivo, sul campo di temperatura del letto fisso, sulle caratteristiche chimiche del gas nei pressi della superficie del letto fisso e di quelle dei gas di scarico. Da questi dati sono state create delle mappe di funzionamento del dispositivo, che sono state di supporto nella modellizzazione del letto fisso. In base alle considerazioni sperimentali, ripetute su differenti condizioni operativi e combustibili (cippato di biomassa) con caratteristiche differenti, è stato creato un modello del letto fisso per implementazione nella fluidodinamica computazionale. Al modello fisico del letto sono stati affiancati modelli per il calcolo delle reazioni chimiche differenti (EDM, EDC+DRM19), ed è stato fatto un confronto tra le loro prestazioni complessive.
Nel corso del periodo all’estero svolto presso l’Università del Lussemburgo, è stato utilizzato un tool software per creare un modello ad elementi discreti del letto fisso, determinante per lo studio della meccanica del letto fisso nei sistemi di combustione a biomassa di piccola taglia.
Nel corso del secondo periodo di studio all’estero presso la Technical University of Graz, è stata svolta un’attività sperimentale volta all’analisi dimensionale della singola particella di biomassa in condizioni di pirolisi e combustione.
Segue una lista di pubblicazioni inerenti la materia trattata nel corso del periodo di dottorato:
Anca-Couce, A., Caposciutti, G., Gruber, T., Kelz, J., Bauer, T., Hochenauer, C., Scharler, R. Single large wood log conversion in a stove: Experiments and modelling
(2019) 143, pp. 890-897. RenewableEnergy
Caposciutti, G., Almuina-Villar, H., Dieguez-Alonso, A., Gruber, T., Kelz, J., Desideri, U., Hochenauer, C., Scharler, R., Anca-Couce, A.
Experimental investigation on biomass shrinking and swelling behaviour: Particles pyrolysis and wood logs combustion
Caposciutti, G., Barontini, F., Antonelli, M., Tognotti, L., Desideri, U.
Experimental investigation on the air excess and air displacement influence on early stage and complete combustion gaseous emissions of a small scale fixed bed biomass boiler
(2018) 216, pp. 576-587. Applied Energy
Caposciutti, G., Antonelli, M.
Experimental investigation on air displacement and air excess effect on CO, CO2 and NOx emissions of a small size fixed bed biomass boiler
(2018) 116, pp. 795-804. RenewableEnergy
Caposciutti, G., Barontini, F., Antonelli, M., Galletti, C., Tognotti, L., Desideri, U.
Biomass early stage combustion in a small size boiler: Experimental and numerical analysis (2018) 148, pp. 1159-1166. Energy Procedia
Barontini, F., Galletti, C., Di Mitri, D., Patronelli, S., Caposciutti, G., Antonelli, M., Desideri, U., Tognotti, L.
Biomass combustion in a 140kW fixed bed boiler: A joint experimental and modeling study (2018) 65, pp. 55-60. Chemical Engineering Transactions
Caposciutti, G., Barontini, F., Francesconi, M., Antonelli, M.
Experimental investigation on the fixed bed of a small size biomass boiler (2017) 142, pp. 468-473. Energy procedia
Patronelli, S., Caposciutti, G., Barontini, F., Galletti, C., Antonelli, M., Desideri, U., Tognotti, L. Experimental and numerical investigation of a small-scale fixed-bed biomass boiler
