Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2011/12
06CINDN, 06CINCC
Sistemi energetici
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Casalino Lorenzo ORARIO RICEVIMENTO O2 ING-IND/07 0 0 0 24 10
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/09 5 B - Caratterizzanti Ingegneria energetica
Obiettivi dell'insegnamento

Scopi


Il corso intende fornire le nozioni di base per l'analisi dei sistemi energetici a fluido, sia
in condizioni nominali di funzionamento, sia in condizioni diverse da quelle di progetto, ed
è rivolto essenzialmente alle problematiche degli impianti motori a vapore e a gas, degli
impianti di compressione, dei sistemi energetici idraulici e dei motori alternativi a combustione
interna. Oltre all'applicazione dei principi di termodinamica-energetica e di fluidodinamica a
tali sistemi, saranno illustrati anche i criteri di scelta ed elementi per la valutazione
dell'influenza del singolo componente sulle loro prestazioni.


Prerequisiti

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:



Programma


  • Classificazione dei sistemi energetici a fluido e loro applicazioni

  • Principi di termodinamica-energetica e fluidodinamica applicate ai sistemi energetici

  • Turbomacchine: principi generali di funzionamento

  • Impianti a vapore: cicli termodinamici e loro realizzazione; mezzi per migliorarne le prestazioni;
    impianti a cogenerazione; regolazione delle turbine a vapore

  • Turbocompressori: caratteristica e regolazione

  • Impianti idroelettrici e di pompaggio: prestazioni di turbine idrauliche e turbopompe

  • Turbine a gas: impianti e cicli termodinamici; caratteristiche di funzionamento e regolazione

  • Motori alternativi a combustione interna: cicli termodinamici e di lavoro; caratteristica meccanica e di regolazione


Bibliografia

Testi consigliati dal docente reponsabile del corso:



  • A. Beccari, Macchine, Vol.
    I, CLUT,
    Torino, 1980

  • G. Ferrari, Motori a combustione interna, title="edizione">Ed.
    Il Capitello, Torino,1992





Questa raccolta di materiale, prodotta ad uso interno, è
stata realizzata per i moduli del Politecnico di Torino.
Ne è vietata la riproduzione e qualsiasi forma di commercializzazione.


Sono disponibili le seguenti dispense:





Videocorso utilizzato: Sistemi Energetici



  • Prof. Catania, Politecnico di Torino

  • Prof. Ferraro, Politecnico di Torino



Proff. Catania e Ferraro, Politecnico di Torino




  • [1.] Generalità sui sistemi di conversione dell'energia

  • [2.] Legge di conservazione dell'energia di un sistema fluido e suoi esempi applicativi, parte I

  • [3.] Legge di conservazione dell'energia di un sistema fluido e suoi esempi applicativi,parte II

  • [4.] Trasformazioni di un sistema omogeneo. Legge di conservazione della massa per un sistema aperto

  • [5.] Applicazione della legge di conservazione dell'energia a sistemi aperti, parte I

  • [6.] Applicazione della legge di conservazione dell'energia a sistemi aperti, parte II

  • [7.] Richiami sulle proprietà dei gas. Trasformazioni cicliche e bilanci energetici in impianti termici

  • [8.] Analisi della combustione, parte I

  • [9.] Analisi della combustione, parte II

  • [10.] Analisi della combustione, parte III

  • [11.] Entropia e legge dell'evoluzione dell'energia

  • [12.] Bilancio exergetico e suoi bilanci applicativi

  • [13.] Legge di conservazione del momento della quantità di moto ed applicazioni alle turbomacchine

  • [14.] Triangoli di velocità, principi di funzionamento e valutazione delle prestazioni di una turbomacchina

  • [15.] Trasformazione nei condotti delle turbomacchine: analisi unidimensionale del flusso stazionario adiabatico ed isentropico

  • [16.] Calcolo di ugelli e diffusori. Funzionamento fuori progetto di un ugello semplicemente convergente

  • [17.] Funzionamento fuori progetto di un ugello convergente-divergente. Analisi unidimensionale del flusso di una turbomacchina

  • [18.] Rendimenti interni delle turbomacchine

  • [19.] Rendimenti e consumi specifici di impianti motori termici. Ciclo di Rankine-Hirn

  • [20.] Analisi energetica ed exergetica di un impianto a ciclo Rankine

  • [21.] Mezzi per aumentare il rendimento del ciclo Rankine. Impianti di potenza avanzati con turbina a vapore

  • [22.] Recupero energetico negli impianti motori termici. Impianti a cogenerazione

  • [23.] Diagramma caratteristico di una turbomacchina. Relazione fra portata e pressioni in una turbina

  • [24.] Copertura dei fabbisogni di una rete elettrica. Regolazione degli impianti di turbine a vapore

  • [25.] Repowering di impianti motori termici. Caratteristiche di funzionamento di un turbocompressore di gas

  • [26.] Scelta di un compressore di gas. Impianti idroelettrici: caduta utile; caratteristiche di funzionamento delle turbine idrauliche

  • [27.] Scelta di una turbina idraulica. Prevalenza, caratteristiche di funzionamento e scelta di una turbopompa. Cavitazione.

  • [28.] Esperienza di laboratorio: rilievo della caratteristica manometrica di una turbopompa assiale

  • [29.] Impianti di turbine a gas: generalità, cicli ideali e reali, rendimento del ciclo ideale

  • [30.] Impianti di turbine a gas: rendimenti e lavori dei cicli ideali e reali

  • [31.] Impianti di turbine a gas: rendimenti e lavori dei cicli reali, compressione interrefrigerata

  • [32.] Impianti di turbine a gas: ricombustione e rigenerazione

  • [33.] Impianti di turbine a gas: rigenerazione, differenze fra cicli chiusi ed aperti, esempio numerico applicativo

  • [34.] Impianti di turbine a gas: esempi numerici applicativi, cenni sui cicli combinati gas-vapore, regolazione degli impianti

  • [35.] Motori alternativi a combustione interna: generalità, classificazioni, cicli limite Otto, Diesel e Sabathè

  • [36.] Motori alternativi a combustione interna: cicli reali, diagrammi delle distribuzioni e differenze rispetto ai cicli limite, costituzione dei motori

  • [37.] Motori alternativi a combustione interna: costituzione dei motori, analisi delle prestazioni e del rendimento limite

  • [38.] Motori alternativi a combustione interna: rendimento limite, confronto fra i cicli Otto-Diesel-Sabathè, rendimento termofluidodinamico interno

  • [39.] Motori alternativi a combustione interna: rendimento termofluidodinamico interno, cenni sulla combustione, rendimento organico, rendimento utile

  • [40.] Motori alternativi a combustione interna: rendimento utile, caratteristica diregolazione, coefficiente di riempimento, caratteristica meccanica, rilievi sperimentali sui motori



Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame

L'esame si compone di una prova scritta sugli argomento trattati nelle esercitazioni (lo studente ha la possibilità di consultare appunti e
formulari), ed una prova orale sugli argomenti del programma.


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami
MATERIALI PUBBLICI

Programma definitivo per l'A.A.2011/12
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