Programma
1. Introduzione allo studio dei sistemi energetici
1.1. Classificazione delle fonti di energia (con cenni ai limiti dello sviluppo e del loro sfruttamento)
1.2. Classificazione dei sistemi energetici e degli impianti energetici
1.3. Illustrazione del Sistema Integrato per la Generazione di Potenza Nazionale
1.4. Classificazione delle componenti di impianto e delle macchine
1.5. Richiami di Chimica, Chimica Applicata, Fisica Tecnica ed Elettrotecnica
1.6. Richiami di Termodinamica Tecnica ed Applicata e di Idraulica e Fluidodinamica
1.7. Rendimento Globale degli Impianto Motori e degli Impianti di Conversione Statica
2. Esame dei principali Sistemi Energetici
2.1. Impianti motori a vapore (IMAV)
2.2. Impianti motori a gas (IMATG)
2.2.1. Impianti motori a gas a circuito aperto e chiuso e ciclo semplice di Joule
2.2.2. Impianti motori a ciclo combinato TG/TV
2.2.3. Cenni sugli impianti cogenerativi
2.2.4. Impianti motori IGCC
2.3. Impianti motori idraulici (IMI)
2.4. Impianti motori a combustione interna volumetrici (MCI)
2.5. Impianti motori eolici
2.6. Cenni sugli impianti di conversione statica (impianti fotovoltaici e fuel-cell)
3. Elementi delle macchine a fluido
3.1. Macchine motrici dinamiche e volumetriche
3.2. Macchine operatrici dinamiche e volumetriche
4. Esercitazioni e complementi
4.1. Esercitazione sugli impianti motori a vapore e a gas
4.2. Esercitazione sugli impianti motori idraulici
4.3. Esercitazione di dimensionamento di una turbomacchina operatrice centrifuga a fluido
incomprimibile
4.4. Analisi di lay-out di sistemi energetici vari
4.5. Analisi di un sistema di generazione di potenza semi-isolato (isola)
4.6. Analisi del sistema di generazione di potenza di una certa area geografica
4.7. Cenni all'impatto ambientale dei sistemi energetici e degli impianti
4.8. Cenni agli impianti nucleari
5. Sviluppo sostenibile e risorse energetiche
6. Cenni di affidabilità dei sistemi nazionali di generazione elettrica
Prerequisiti
Gli studenti dovrebbero avere delle conoscenze elementari di:
1) fisica elementare (cinematica, dinamica e meccanica);
2) scambio di calore e termodinamica:
3) elettricità e magnetismo;
4) idraulica e meccanica dei fluidi;
5) chimica inorganica ed organica;
6) chimica applicata;
7) scienza dei materiali.
Testi di riferimento
De Pratti, G. M. (ed.) (2015): LEZIONI DI SISTEMI ENERGETICI PER GLI ALLIEVI DEL CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA PER L’AMBIENTE E IL TERRITORIO (dispense sugli argomenti base del corso);
De Pratti, G. M. (2016): Quaderni delle macchine, dispense tratte direttamente dalle lezioni;
De Pratti, G. M. (2014): Esercitazioni di macchine ed impianti energetici, dispense tratte dalle lezioni;
De Pratti, G. M. (2019): Esercitazioni di macchine ed impianti energetici, dispense tratte dalle lezioni;
De Pratti, G.M. (2017): Quaderni delle macchine, dispense tratte dalle lezioni aggiornate;
De Pratti, G.M. (2018): Quaderni delle macchine, dispense tratte dalle lezioni aggiornate;
De Pratti, G.M. (2019): Quaderni delle macchine - "I limiti dello sviluppo", dispense tratte dalle lezioni;
Come testi accessori di consultazione (disponibili presso le biblioteche della Facoltà, la Centrale e quella del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale):
Caputo, C. (1988): Turbomacchine, Milano, Masson Ed.;
Acton. O. – Caputo, C. (1979): Introduzione allo studio delle macchine a fluido, Torino, Utet
De Pratti, G.M. (in corso di preparazione): I Sistemi energetici e lo sviluppo sostenibile
Frequenza
Frequentazione delle lezioni aula in presenza con eventuali turni di spiegazione e chiarimento anche online.
Le dispense vengono distribuite dal docente.
Eventuali studenti non frequentanti possono richiederle direttamente al docente.
Gli stessi potranno richiedere alla stessa maniera i testi per le esercitazioni e il docente è disponibile per turni di spiegazione adeguati.
Modalità di esame
La valutazione sarà effettuata mediante alcuni test durante il corso e con una prova finale orale e l’esame di eventuali elaborati redatti durante le esercitazioni. La valutazione della preparazione degli allievi sarà svolta mediante prove di verifica in itinere su argomenti selezionati durante lo svolgimento del corso, nonché mediante una prova finale d'esame. Questa sarà effettuata mediante discussione orale dei principali argomenti trattati nel corso (di norma 3 argomenti selezionati dal docente al momento della prova), dei quali uno sugli impianti energetici, uno sui componenti di impianto energetico; una eventuale valutazione ulteriore potrà avvenire con riferimento alle esercitazioni svolte.
La valutazione finale verrà effettuata tenendo conto prioritariamente (70-80%) della conoscenza e comprensione acquisite nonché delle capacità di applicare queste ultime, e per il restante 20-30% alla dimostrata autonomia di giudizio e alle capacità di apprendimento autonomo. Ciascuno di questi aspetti verrà valutato sui 3 argomenti selezionati dal docente al momento della prova d’esame.
Modalità di erogazione
Lezioni in aula e turni di spiegazione anche online
