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Anno Accademico 2016/17
02GBRND
Complementi di energetica
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica E Nucleare - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Verda Vittorio ORARIO RICEVIMENTO O2 ING-IND/10 40 20 0 0 13
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/10 6 C - Affini o integrative Attività formative affini o integrative
Presentazione
Il corso si propone di presentare tecniche di analisi di impianti per la conversione di energia finalizzate all’utilizzo ottimale dell’energia primaria, attraverso integrazione di processo e design improvement. Il corso è articolato in lezioni ed esercitazioni. Nelle lezioni si illustrano le tecniche di modellazione di impianti energetici complessi e di sistemi a rete, nonché i metodi di analisi quali la pinch analysis e l’analisi exergetica. Inoltre sono approfonditi gli aspetti impiantistici ed energetici relativi ad alcune tecnologie, che costituiranno poi l’oggetto delle esercitazioni. Nelle esercitazioni si propone l’applicazione le tecniche di analisi ad alcuni casi di studio.
Risultati di apprendimento attesi
Acquisire padronanza delle tecniche di analisi di processi di conversione energetica, finalizzate all’integrazione, ottimizzazione e design improvement. Sapere applicare correttamente le metodologie a impianti di conversione dell’energia.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Termodinamica a applicata e trasmissione del calore
Programma
IIntroduzione al corso. Breve cenno all’evoluzione degli scenari energetici e alle tematiche di ricerca in ambito energetico, con particolare riguardo agli impianti industriali. Ruolo dell’integrazione, ottimizzazione e design improvement di processi energetici.
Il metodo della pinch analysis. Analisi del processo produttivo e determinazione dei vincoli del processo. Individuazione dei principali flussi e costruzione grafica della curva composita. Scelta della minima differenza di temperatura; implicazioni termodinamiche ed economiche. Determinazione del pinch point per via grafica. Calcolo del pinch point per via analitica. Rappresentazione di una rete di scambiatori di calore. Regole per il tracciamento della rete di scambiatori corrispondente al minimo fabbisogno di energia. Il minimo numero di scambiatori di calore: cenno alla teoria dei grafi. Determinazione della rete corrispondente al minimo numero di scambiatori di calore. Rilassamento del sistema.
Applicazione del metodo della pinch analysis a impianti di produzione industriale ed impianti per la conversione di energia: esempi nell’ambito dell’industria alimentare e chimica, impianti innovativi per la termovalorizzazione di rifiuti solidi urbani, cicli integrati di celle a combustibile ad alta temperature (FC+ORC, FC+GT), sistemi di retrofit per la cattura di CO2.
Analisi exergetica. Determinazione dell’equazione dell’energia utilizzabile. L’ambiente di riferimento. Calcolo dell’exergia fisica e chimica. Utilizzi dell’analisi exergetica nel design improvement di impianti energetici. Costing exergetico. Applicazione dell’analisi exergetica: teleriscaldamento (dimensionamento e calcolo di una rete di teleriscaldamento, analisi di reti a bassa temperatura, analisi di utenze a bassa temperatura, third pary access, accumulo termico), impianti a pompa di calore e loro integrazione in processi industriali, geotermia.
Organizzazione dell'insegnamento
Sono previste esercitazioni in aula finalizzate all’applicazione delle metodologie proposte a impianti industriali e impianti per la conversione di energia. Tali esercitazioni hanno il duplice scopo di consentire la familiarizzazione dello studente con gli strumenti di analisi exergetica e della pinch analysis, approfondendo gli aspetti relativo al loro utilizzo per miglioramento delle prestazioni di progetto e operative di impianti reali.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Libro di testo: Verda, Guelpa. Metodi termodinamici per l’uso efficiente delle risorse energetiche. Esculapio
Dispense integrative fornite dal docente.
Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame si compone di una parte scritta con due esercizi, uno sulla analisi exergetica e uno sulla pinch analysis e una parte orale che verte su tutti gli argomenti del corso. La votazione tiene conto per 2/3 del risultato dell’esame scritto e per 1/3 del risultato dell’esame orale.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2016/17
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