Macchine a fluido e sistemi per l’energia e l’ambiente

Cluster di dipartimento

Energia e sistemi meccanici

Descrizione

Utilizzando approcci sia modellistici che sperimentali, Il gruppo di ricerca si occupa dell’analisi del funzionamento e delle prestazioni di numerose tipologie di macchine a fluido, così come del loro impiego in sistemi energetici convenzionali e innovativi, con particolare riferimento alla transizione energetica in corso.

I temi di ricerca riguardano i motori a combustione interna (MCI), le turbomacchine e i sistemi energetici.

Per i primi, l’approccio è prevalentemente modellistico e risulta mirato all’ottimizzazione del processo di combustione nei MCI e all’utilizzo di combustibili carbon-neutral (e-fuels) o carbon-free (idrogeno).

La ricerca nell’ambito delle turbomacchine utilizza approcci sia sperimentali che numerici per l’analisi termo-fluidodinamica dei sistemi di raffreddamento di componenti di turbine a gas, la valutazione delle prestazioni e delle emissioni acustiche dei ventilatori, e lo studio delle turbine idrauliche di piccola taglia per applicazioni negli impianti mini- e micro-idroelettrici.

Per i sistemi energetici, la principale area di ricerca riguarda l'ottimizzazione dell’efficienza e dell’impatto ambientale dei dispositivi di conversione dell'energia da fonti sia fossili che rinnovabili (biomasse), anche nel contesto di reti di sistemi di generazione distribuita cogenerativi e non. Un approccio di tipo modellistico permette di effettuare l’analisi e il progetto di impianti dotati di dispositivi di accumulo dell’energia. Un altro tema di ricerca riguarda l’analisi numerico/sperimentale di sistemi di scambio termico industriale o per la gestione termica di macchine a fluido o loro componenti.

Linee di ricerca

Modellazione dello sviluppo del kernel di fiamma e della combustione nei MCI ad accensione comandata
Modellazione del processo di combustione nei MCI ad accensione per compressione, sia tradizionali (Diesel) che di nuova concezione (HCCI, RCCI)
Analisi sperimentale della termo-fluidodinamica dei sistemi di raffreddamento delle pale statoriche e rotoriche delle turbine a gas, e in generale di componenti di macchine termiche
Progetto e verifica sperimentale di ventilatori industriali, anche a flusso misto, e misura delle loro emissioni acustiche
Simulazione numerica LES delle emissioni aeroacustiche dei ventilatori assiali
Modellazione, progettazione e analisi sperimentale di turbine per impianti mini- e micro-idroelettrici
Modellazione e simulazione di micro-impianti quasi-isolati, serviti da pannelli solari e turbogas, dotati di dispositivi di accumulo di energia a batteria o ad aria compressa (CAES)
Sperimentazione su sistemi di scambio termico industriale per applicazioni HVAC