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

Settori ERC

  • PE8_5 Fluid mechanics
  • PE8_6 Energy processes engineering

Componenti

Pietro GIANNATTASIO
Gianmario ARNULFI
Luca CASARSA
MARCO PRETTO
Sebastiano TUTTINO
Collaboratore - Settore tecnico, scientifico, tecnologico, informatico e dei servizi generali 
 

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