Questo corso si occupa dei fondamenti di termodinamica e della loro applicazione a differenti sistemi energetici. Lo scopo principale del modulo è di migliorare le abilità dello studente nella soluzione di problemi per l’analisi ingegneristica di sistemi energetici.

Sviluppare la comprensione dei concetti energia, potenza e lavoro. Abilità a comprendere i concetti base della termodinamica come temperatura, pressione, sistema, proprietà, processo, stato, ciclo e equilibrio. Abilità a identificare le proprietà delle sostanze su diagrammi di stato e tabelle. Abilità a definire lo scambio energetico attraverso la massa, il calore e il lavoro sia per i sistemi chiusi che aperti. Abilità ad applicare il primo principio della termodinamica a sistemi chiusi e aperti. Abilità ad applicare il secondo principio della termodinamica nell’analisi del rendimento termodinamico di macchine termiche e frigorifere. Abilità a formulare, modellare e risolvere problemi relativi a sistemi energetici, per esempio, caldaie, pompe, compressori, frigoriferi e impianti di potenza Abilità a valutare le prestazioni e la convenienza economica dei sistemi energetici.

Nessuno.

Le lezioni includono: Forme di energia, concetti fondamentali e teoremi della termodinamica. Proprietà termodinamiche e concetto di lavoro, calore e energia. Le proprietà dei gas. Applicazione del primo principio ai sistemi chiusi e aperti. La seconda legge della termodinamica con applicazioni a cicli reversibili per la conversione dell’energia. Diagrammi di stato di fluidi di lavoro reali. [27 hours] Introduzione alla combustione e alla stechiometria. Primo principio per i sistemi reagenti. [6.0] Rendimenti nei compressori, turbine e pompe.[4.5] Concetti di base e leggi per la trasmissione del calore e per gli scambiatori di calore. [4.5] Generatori di vapore. [4.5] Flusso viscoso in un condotto. L’equazione di Darcy e il diagramma di Moody. [4.5] L’equazione fondamentale delle turbomacchine. L’equazione di Eulero applicata alla turbina de Laval. [3.0] Pompe e sistemi di pompaggio [7.5] Impianti motori a gas, a vapore e a ciclo combinato [10.5] Impianti cogenerativi [4.5 hours] Motori a combustione interna [3 hours]

Lezioni e esercizi svolti in classe.

Mancò S., Dispense del corso di Sistemi Energetici. Epics, 2017 Cengel Y.A., Boles M. Termodynamics: An Engineering Approach. McGraw-Hill, 2019

Modalità di esame: Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Corso 1 Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti Esame scritto della durata di 2 ore volto a valutare separatamente le abilità dello studente nelle conoscenze teoriche (prima parte) e nel risolvere problemi (seconda parte) sugli argomenti del corso. E’ consentito l’uso del testo Dispense del corso di Sistemi Energetici durante la seconda parte dell’esame. Né libri o appunti dell'allievo sono consentiti durante la prima parte. Un voto minimo è richiesto sulla prima e seconda parte per superare l’esame: 8 su 15/30 per la prima e 10 su 20/30 per la seconda. Il voto massimo è 30 e lode. Corso 2 Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus) Esame scritto della durata effettiva totale di 1 ora e 50 minuti totali, volto a valutare separatamente le abilità dello studente nelle conoscenze teoriche (prima parte) e nel risolvere problemi (seconda parte). Prima parte (30 min): 10 domande a scelta multipla. Seconda parte (1h 20 min): 2 esercizi. È consentito l’uso del testo “Dispense del corso di Sistemi Energetici” durante la seconda parte dell’esame (esercizi), ma non è consentito l’uso del cellulare/tablet, che devono essere spenti all'inizio dell'esame. Né libri, appunti o cellulare/tablet sono invece consentiti durante la prima parte (teoria) - deferimento alla commissione disciplinare PoliTo in caso di infrazione. Il candidato può completare l’esame scritto trascorso un tempo minimo pari all’80% della durata dell’esame. Durante l’esame scritto gli studenti possono utilizzare esclusivamente una calcolatrice scientifica, il diagramma entalpico di Mollier e le tabelle delle curve limite (disponibili, oltre che nelle dispense, sul portale: “Diagrammi_e_Tabelle.pdf”). Come detto, tale materiale potrà essere utilizzato unicamente nella seconda parte dell’esame. Valutazione prima parte (teoria) - Per ogni risposta corretta sono assegnati 1.5 punti, per ogni risposta non data sono assegnati 0 punti, per ogni risposta errata sono assegnati -0.5 punti. Il punteggio massimo della prima parte è 15/30, minimo per passare alla correzione della seconda parte dell’elaborato di esame è 8/30. Valutazione seconda parte (esercizi) - Per ogni esercizio il voto massimo è 10 punti. Il punteggio massimo della seconda parte è 20/30, minimo 10/30. Il voto massimo complessivo è 30 e Lode

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

Corso 1 Prova scritta (in aula); Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti. Esame scritto della durata di 2 ore volto a valutare separatamente le abilità dello studente nelle conoscenze teoriche (prima parte) e nel risolvere problemi (seconda parte) sugli argomenti del corso. E’ consentito l’uso del testo Dispense del corso di Sistemi Energetici durante la seconda parte dell’esame. Né libri o appunti dell'allievo sono consentiti durante la prima parte. Un voto minimo è richiesto sulla prima e seconda parte per superare l’esame: 8 su 15/30 per la prima e 10 su 20/30 per la seconda. Il voto massimo è 30 e lode. Corso 2 Prova scritta (in aula); Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus) Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus) Esame scritto della durata effettiva totale di 1 ora e 50 minuti totali, volto a valutare separatamente le abilità dello studente nelle conoscenze teoriche (prima parte) e nel risolvere problemi (seconda parte). Prima parte (30 min): 10 domande a scelta multipla. Seconda parte (1h 20 min): 2 esercizi. È consentito l’uso del testo “Dispense del corso di Sistemi Energetici” durante la seconda parte dell’esame (esercizi), ma non è consentito l’uso del cellulare/tablet, che devono essere spenti all'inizio dell'esame. Né libri, appunti o cellulare/tablet sono invece consentiti durante la prima parte (teoria) - deferimento alla commissione disciplinare PoliTo in caso di infrazione. Il candidato può completare l’esame scritto trascorso un tempo minimo pari all’80% della durata dell’esame. Durante l’esame scritto gli studenti possono utilizzare esclusivamente una calcolatrice scientifica, il diagramma entalpico di Mollier e le tabelle delle curve limite (disponibili, oltre che nelle dispense, sul portale: “Diagrammi_e_Tabelle.pdf”). Come detto, tale materiale potrà essere utilizzato unicamente nella seconda parte dell’esame. Valutazione prima parte (teoria) - Per ogni risposta corretta sono assegnati 1.5 punti, per ogni risposta non data sono assegnati 0 punti, per ogni risposta errata sono assegnati -0.5 punti. Il punteggio massimo della prima parte è 15/30, minimo per passare alla correzione della seconda parte dell’elaborato di esame è 8/30. Valutazione seconda parte (esercizi) - Per ogni esercizio il voto massimo è 10 punti. Il punteggio massimo della seconda parte è 20/30, minimo 10/30. Il voto massimo complessivo è 30 e Lode