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Luca MONTORSI
Professore Ordinario
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
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Insegnamento: Sistemi energetici
Ingegneria gestionale (Offerta formativa 2023)
Obiettivi formativi
Fornire gli elementi per la comprensione dell'architettura, del funzionamento e della gestione dei principali sistemi di conversione dell'energia e dei loro componenti.
Conoscenze e capacità di comprensione
Conoscenza e comprensione degli argomenti fondamentali relativi al bilancio energetico dei sistemi energetici, al trasferimento di calore e all'analisi dell'efficienza energetica.
Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione
Applicazione delle conoscenza e comprensione per la definizione del bilancio energetico e quantificazione dei flussi di energia all'interno dei sistemi di conversione dell'energia
Capacità di comunicazione
Abilità comunicative per il corretto utilizzo di termini e definizioni altamente specifici, compreso il corretto utilizzo di unità di conversione e misura.
Capacità di apprendere
Capacità di apprendimento permanente attraverso il confronto di diverse fonti e metodi ingegneristici e l'acquisizione di un senso critico
Capacità di trarre conclusioni
Autonomia di giudizio attraverso l'acquisizione delle basi dei sistemi di conversione energetica per applicazioni complesse e l'approccio di analisi basato sulla semplificazione in sottosistemi.
Prerequisiti
Conoscenze di base di termodinamica e di fluidodinamica
Programma del corso
- Panorama energetico mondiale e fabbisogni energetici
- Richiami di termodinamica e di fluidodinamica
- L'espansione e la compressione nelle turbomacchine: espressioni analitiche di lavoro e potenza
- Impianti a vapore con ciclo a condensazione
- Il surriscaldamento, il risurriscaldamento e la rigenerazione nei cicli degli impianti a vapore
- Schemi di impianti con risurriscaldamento e con uno e tre spillamenti di vapore
- Turbine a gas: il ciclo di Brayton, condizioni di autosufficienza, rendimento termodinamico del ciclo ideale e reale
- Turbine a gas con recupero di calore
- La regolazione della potenza dei gruppi turbogas, turbina a gas bi-albero
- Gruppi turbogas con post-combustione e con compressione frazionata
- Impianti a ciclo combinato gas-vapore ad uno e a due livelli di pressione di vaporizzazione
- La cogenerazione, definizione dei principali indici cogenerativi
- Schemi di impianti cogenerativi a vapore, a gas e combinati
- La cogenerazione: definizione e tecnologie. Forme di incentivazione.
- Definizione di effetto utile. Le pompe di calore a compressione e ad assorbimento.
- Cicli a fluido organico ORC.
- Emissioni inquinanti ed impatto ambientale dei sistemi energetici.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula
Testi di riferimento
- Giuseppe Cantore - "Macchine. Appunti tratti dalle lezioni del Prof. Giuseppe Cantore" – Progetto Leonardo - Società Editrice Esculapio (Bologna)
- Michele Bianchi, Agostino Gambarotta, Antonio Peretto - "Impatto ambientale dei sistemi energetici" - Casa Editrice Pitagora (Bologna)
Verifica dell'apprendimento
Prova scritta (2 domande di teoria aperte ed 1 esercizio fra quelli svolti in classe, tempo di esecuzione 2.5 ore, consegna degli esiti solitamente entro una settimana)
Risultati attesi
Conoscenze e capacità di comprensione
Conoscenza e comprensione degli argomenti fondamentali relativi al bilancio energetico dei sistemi energetici, al trasferimento di calore e all'analisi dell'efficienza energetica.
Utilizzazione delle conoscenze e capacità di comprensione
Applicazione delle conoscenze e comprensione per la definizione del bilancio energetico e quantificazione dei flussi di energia all'interno dei sistemi di conversione dell'energia
Capacità di comunicazione
Abilità comunicative per il corretto utilizzo di termini e definizioni altamente specifici, compreso il corretto utilizzo di unità di conversione e misura.
Capacità di apprendere
Capacità di apprendimento permanente attraverso il confronto di diverse fonti e metodi ingegneristici e l'acquisizione di un senso critico
Capacità di trarre conclusioni
Autonomia di giudizio attraverso l'acquisizione delle basi dei sistemi di conversione energetica per applicazioni complesse e l'approccio di analisi basato sulla semplificazione in sottosistemi.
- Conoscenza del ciclo di vita dell’energia, i principali sistemi energetici, e il loro impatto.
- Conoscenza delle tecniche di stima e ottimizzazione dei fabbisogni energetici.
- Conoscenza degli strumenti di simulazione necessari alla progettazione e gestione dei sistemi energetici.
- Conoscenza e comprensione dei metodi qualitativi e quantitativi che consentono di affrontare anche in modo innovativo – le problematiche inerenti la progettazione e la gestione dei sistemi energetici.
- Conoscenza dei principi elementari e delle relazioni termodinamiche di base che governano i processi di conversione energetica.
- Conoscenza dei principali sistemi di conversione dell’energia a fonte tradizionale.