Docente

prof. Giulio CROCE

Crediti

6 CFU

Lingua

Italiano

Obiettivi formativi specifici

Il corso illustra i fondamenti dell'analisi exergetica, fornendo gli strumenti termodinamiche essenziali per la comprensione e la valutazione delle prestazioni di impianti energetici complessi, coinvolgenti diverse forme di energia (cogenerazione, cicli combinati, teleriscaldamento) e per la pianificazione energetica di sistema.

Competenze acquisite

- Padronanza del concetto di exergia.
- Capacità interpretazione delle prestazioni di impianti cogenerativi.
- Capacità di condurre analisi energetiche/exergetiche di impianti e sistemi energetici complessi.
- Ottimizzazione di sistemi termici complessi.

Programma

Principi e definizioni: massimo lavoro utile e definizione generale di exergia; definizione e calcolo dell'exergia dei sistemi aperti e chiusi; exergia associata agli scambi termici (4 ore).
Rendimenti exergetici: definizione di rendimenti di primo e secondo principio (rendimento  exergetico); rendimenti di espansione e compressione; confronto con analisi di primo principio ed interpretazione fisica; rendimenti di II principio di scambiatori di calore; rendimento di scambiatori di calore (4 ore).
Combustione: calcolo del potere exergetico di un combustibile; analisi exergetica di caldaie e camere di combustione (6 ore).
Cicli motori: rendimenti exergetici di cicli bitermici; analisi exergetica ciclo Otto, Diesel, Rankine, Joule; ciclo Rankine rigenerato (8 ore).
Cicli inversi: analisi exergetica di cicli inversi frigoriferi ed a pompa di calore; analisi energetica ed exergetica di cicli inversi ad assorbimento.Impianti sul mercato, analisi quantitative ed esempi numerici (4 ore).
Cogenerazione: cogenerazione con motori Diesel; cogenerazione con turbina a gas: confronto exergetico tra rigenerazione, cogenerazione e ciclo semplice; analisi exergetica di cicli a vapore cogenerativi a contropressione e a spillament; esercitazione, sistema di teleriscaldamento, effetti della stagionalità e valutazione della trigenerazione (6 ore).
Cicli combinati: cicli combinati gas vapore, cicli a uno e più livelli di vapore, analisi dello scambiatore di calore recuperativo; effetto della rigenerazione (6 ore).
Impianti innovativi: impianti a celle a combustibile semplici e ibridi, considerazioni exergetiche (6 ore).
Esempi di calcolo: ottimizzazione di cicli combinati complessi mediante l'analisi exergetica (4 ore).
Esempi applicativi: ottimizzazione di impianti cogenerativi mediante l'analisi exergetica (4 ore).
Reti di scambiatori: diagramma T-q, ottimizzazione di reti di scambio; esercitazione (6 ore).
Sistema energetico nazionale: analisi exergetica di sistemi complessi, il sistema energetico italiano (2 ore).

Bibliografia

- G. Comini, Fondamenti di termodinamica applicata, SGE - Padova
- G. Comini, G. Croce, S. Savino Energetica Generale, SGE - Padova

Modalità d'esame

prova orale

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