Ingegneria Chimica

1. Introduzione e classificazione delle macchine 2. Termodinamica tecnica - Lavoro, calore e primo principio della termodinamica - Sistemi termodinamici aperti - Equazione in forma termica - Il secondo principio della termodinamica - Le irreversibilità interne ed esterne - Il ciclo di Carnot - L’entropia, l’equazione TdS - Il piano TS - Gli effetti termodinamici - Cicli ideali limite e reali - Rendimento globale d’impianto 3. Turbine a gas - Il ciclo chiuso Joule-Brayton: Lavoro e rendimento ideale - Il ciclo limite chiuso: Lavoro e rendimento limite - Il ciclo limite aperto - Il ciclo reale aperto - Rendimento interno - La rigenerazione termica - Le turbine a gas inter-refrigerate - Motori industriali - Motori aeronautici 4. Impianti motori a vapore - Termodinamica del vapor d’acqua - La campana di Andrews nei piani termodinamici - Impianti a vapore elementari a ciclo Rankine e a ciclo Hirn - I cicli a vapore nei piani termodinamici - Bilancio energetico e rendimento di un ciclo a vapore - Calcolo di alcune grandezze tipiche degli impianti a vapore (vapore necessario per produrre 1 kWh; acqua di refrigerazione; consumo di combustibile) - Analisi termodinamica di un ciclo a vapore: interventi per il miglioramento del rendimento - i surriscaldamenti multipli - La rigenerazione termica con 1, 2 e z spillamenti - Componenti principali degli impianti a vapore: rigeneratori a miscela e a superficie, degasatore, condensatore - Configurazione di un impianto a vapore reale con 5 spillamenti e un risurriscaldamento 5. Impianti combinati - Classificazione - Rendimento di un ciclo combinato unfired - Cicli a vapore a recupero: diagramma dello scambio termico nella caldaia a recupero (approach point, pich point, subcooling point) - La caldaia a recupero; degasatore integrato nel corpo cilindrico - Assetti di un ciclo a vapore a recupero: uno, due e tre livelli di pressione, con e senza risurriscaldamento - Il ciclo a vapore a recupero con post combustione ed espressione del suo rendimento - Repowering - Cicli misti: impianti a ciclo STIG e ISTIG; impianti RWI 6. Turbomacchine motrici e operatirci - Richiami di termofluidodinamica per efflussi sub- e super- sonici - Efflusso monodimensionale: equazione di Hugoniot - Condotti convergenti: cono di Stodola - Comportamento di un condotto convergente-divergente - Equazioni dell’impulso e del momento dell’impulso - Applicazioni: gomito a 90°; gomito a 180°; mulinello idraulico - Turbomacchine motrici: teoria euleriana monodimensionale delle turbomacchine (macchine assiali); triangoli di velocità - Lavoro di Eulero per macchine assiali motrici e operatrici - Turbomacchine radiali: espressioni del lavoro di Eulero per macchine motrici e operatrici - Grado di reazione di una turbomacchina - Sede limite: macchina motrice assiale ad azione, profilo della palettatura - Confronto tra sede reale e ideale - Turbomacchine operatirici: prevalenza - Accoppiamento macchina operatrice-circuito - Turbomacchine radiali centrifughe: comportamento del rotore - Ingresso del fluido nel rotore: inducer, palettatura di prerotazione, diffusore liscio e palettato - Problemi di installazione ed esercizio delle macchine centrifughe: il problema della cavitazione - Pompe in serie e in parallelo 7. Turbine idrauliche - Teoria della similitudine; numero di giri caratteristico - Captazione dell’energia negli impianti idraulici - Turbina Pelton - Turbina Francis - Turbina Kaplan - Grado di reazione delle turbine idrauliche 8. Motori a combustione interna - Classificazione - Parametri caratteristici - I cicli termodinamici di riferimento: ciclo Otto-Beau de Rochas, ciclo Diesel, ciclo Sabathè: sede ideale - Diagramma delle fasi in sede ideale e reale - Espressioni della potenza di un MCI, accenno ai sistemi di regolazione - Motori 2 tempi: funzionamento

Termodinamica, fluidodinamica e elettrotecnica.

Impianti convertitori di energia, C. Caputo, ESA, Roma. La turbina a gas e i cicli combinati, G. Lozza, Ed. Pitagora, Milano. Note dalle lezioni del corso.

3 o 4 lezioni settimanali.

La valutazione consiste nella verifica del raggiungimento dei risultati attesi mediante una prova scritta per la verifica degli obiettivi specifici attraverso domande a risposta aperta e lo svolgimento di uno o più esercizi.

Le lezioni frontali saranno dedicate all'introduzione degli elementi di base matematici e metodologici, con riferimento al settore delle macchine a fluido per la conversione dell'energia e delle relative tecnologie. Saranno, poi, introdotti casi pratici al fine di fornire strumenti per l'impostazione dei bilanci energetici ed il calcolo delle prestazione degli impianti. La frequenza del corso è fortemente consigliata.