Insegnamenti

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Docente
MARIO PETROLLESE (Tit.)
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/84]  INGEGNERIA ENERGETICA [84/00 - Ord. 2018]  PERCORSO COMUNE 3 30
[70/85]  INGEGNERIA MECCANICA [85/00 - Ord. 2019]  PERCORSO COMUNE 3 30

Obiettivi

Il corso si propone di avviare lo studente all'implementazione e utilizzo di codici di calcolo per la simulazione e la previsione delle caratteristiche funzionali di sistemi energetici convenzionali e innovativi tipici delle più moderne tecnologie energetiche ad alto rendimento e a ridotto impatto ambientale. Gli obiettivi formativi secondo i descrittori di Dublino e i risultati attesi sono i seguenti:
1. Acquisire conoscenza e padronanza operativa di “ambienti software” e codici di calcolo per la simulazione dei processi e per la previsione delle caratteristiche funzionali dei sistemi energetici.
2. Conseguire la capacità di schematizzare, negli “ambienti operativi” dei codici di calcolo utilizzati, processi e sistemi energetici di varia complessità, di impostarne i bilanci di energia e materia, di gestire parametri costruttivi e funzionali, di introdurre vincoli fisici e operativi, di variare assetti e configurazioni di impianto, di effettuare analisi parametriche e valutazioni comparative, ecc.
3. Acquisire la sensibilità e la capacità di interpretare correttamente i risultati, di riconoscerne e valutarne la correttezza e la coerenza sul piano fisico e ingegneristico, di interagire con i modelli di simulazione al fine di migliorarne la funzionalità e l’aderenza al sistema reale, ecc.
4. Acquisire la capacità di rappresentare, schematizzare, descrivere, sintetizzare e commentare, in forma grafica, scritta e orale, i modelli di simulazione sviluppati e i risultati della loro applicazione a sistemi anche complessi.
5. Acquisire capacità e padronanza nell’applicazione delle tecniche e delle metodologie di simulazione che consentano di sviluppare autonomamente modelli concettuali di simulazione di processi e sistemi anche complessi e di nuova concezione e di sperimentare la loro applicazione a problemi di progetto e di verifica.

Prerequisiti

- Conoscenza dei principi fondamentali della termodinamica dei fluidi non reattivi e reattivi, della meccanica dei fluidi e delle macchine
- Conoscenza dei principali sistemi di energetici appresi durante il corso di Laurea Triennale.
- Conoscenza di base del software MATLAB

Contenuti

Introduzione alla modellazione di sistemi energetici (2 ore di lezione frontale). Caratteristiche dei modelli di progetto e di funzionamento di sistemi energetici. Approccio modulare alla determinazione dei bilanci di materia e di energia delle trasformazioni e dei processi di conversione dell’energia
Metodi simulazione modulare (1 ora di lezione frontale, 3 ore di esercitazione/laboratorio). Modello zero-dimensionale di progetto e fuori progetto dei principali componenti di un sistema energetico: compressori, turbine, pompe, scambiatori di calore.
Applicazioni (17 ore di esercitazione/laboratorio). Modellazione di sistemi energetici convenzionali ed innovativi in ambiente Matlab: impianti a vapore, impianti turbogas in sede di progetto e off-design, sistemi di cogenerazione basati su turbogas e generatore di vapore a recupero, impianti solari termodinamici, impianti solari termici.
Analisi tecnico-economiche (1 ora di lezione frontale, 6 di esercitazione/laboratorio). Implementazioni di analisi tecnico economiche in ambiente MATLAB: relazioni per la stima dei costi iniziali, analisi parametriche sui principali parametri progettuale e analisi di sensitività, stima del costo dell'energia, ottimizzazione tecnico-economica dei sistemi energetici

Metodi Didattici

Il corso ha una durata complessiva di 30 ore, di cui 4 di lezione frontale, 10 di esercitazione e 16 di laboratorio, con un carico di lavoro per lo studente corrispondente a 3 CFU. In accordo a quanto previsto dal Manifesto degli Studi, la didattica verrà erogata in modalità mista, sia in presenza sia online, in relazione a quella che sarà l’organizzazione definita a livello di Ateneo. Durante le lezioni frontali sarà privilegiato l’uso di presentazioni informatiche multimediali al fine di garantire una qualità della didattica accettabile anche per gli studenti che seguiranno le lezioni online. Le esercitazioni consistono nello svolgimento da parte del docente di problemi pratici di dimensionamento e verifica delle prestazioni di diverse tipologie di sistemi energetici. L’attività laboratoriale consiste prevalentemente nell’implementazione in ambiente MATLAB delle esercitazioni svolte in aula. Sia durante le esercitazioni che durante l’attività laboratoriale si farà uso di supporti informatici (lavagne multimediali, pc) che consentiranno l’erogazione della didattica anche online.

Verifica dell'apprendimento

L’esame finale consiste in una prova orale basata sulla presentazione e discussione di un elaborato riguardante il dimensionamento, la verifica delle prestazioni e l’ottimizzazione tecnico-economica di diverse tipologie di sistemi energetici.
Il corso non prevede l’attribuzione di un voto, ma di una semplice idoneità. Il conseguimento o meno dell’idoneità terrà conto dei seguenti elementi di valutazione: a) Adeguatezza delle assunzioni e delle ipotesi di lavoro fatte nell’elaborato e correttezza della procedura di risoluzione, b) Chiarezza nella rappresentazione e nella discussione dei risultati ottenuti, c) chiarezza di esposizione e proprietà di linguaggio.
La frequenza del corso è obbligatoria. L’esame può essere sostenuto solamente dagli studenti che abbiano frequentato un congruo numero di lezioni.

Testi

- Ibrahim Dincer, Marc A. Rosen, Pouria Ahmadi, “Optimization of Energy Systems”, 2017, Wiley.
- Hooman Farzaneh, “Energy Systems Modeling: Principles and Applications”, 2019, Springer.
- F. Carl Knopf , “Modeling, Analysis and Optimization of Process and Energy Systems”, 2012 Wiley.
- Giovanni Lozza "Turbine a gas e cicli combinati". ED. Progetto Leonardo Bologna.

Altre Informazioni

Copia di tutto il materiale didattico utilizzato durante le lezioni e le esercitazioni in aula, nonché i testi delle esercitazioni proposte agli studenti,ed il calendario delle prove orali, sono pubblicati sul sito web del docente (https://www.unica.it/unica/it/ateneo_s07_ss01.page?contentId=SHD154533).

Questionario e social

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