Macchine e Sistemi Energetici

Insieme dei processi di produzione, trasformazione, trasporto e distribuzione di fonti di energia

Macchina = convertitore di energia primaria in lavoro meccanico o viceversa, può essere inserita in un sistema energetico o può vivere per conto proprio.

Sia i vettori energetici che le macchine usano le fonti energetiche primarie che si distinguono in 3 tipi:

• Vettori energetici utilizzano una fonte energetica che può essere trasportabile e accumulabile.
• Energia elettrica riguarda il processo di combustione alimenta una macchina che produce elettricità.
• Energia termica = usa la combustione per lo scambio di calore.

Fonti energetiche primarie

• Combustibili fossili (gas met, petrolio, carbone)
• Fonti rinnovabili (eolica, solare, geotermica...)
• Nucleare

Vettori energetici

• Energia elettrica è facilmente trasportabile, è pulita ma non accumulabile.
• Gas naturale trasportati e fossi liquidi altre dimensione.
• Combustibili liquidi come gas met.
• Idrogeno ??? = tempi di sviluppo.
• Fonti di energia.
• Combustione.
• Ciclo termodinamico.
• Macchina termica.
• Energia meccanica.
• Energia elettrica...

Insieme dei processi di produzione, trasformazione, trasporto e distribuzione di fonti di energia

Macchina convertitore di energia primaria in lavoro • suaccune o viceversa, può essere inserita in un processo energetico o può vivere per conto proprio....

Sia i sistemi energetici che le macchine usano le fonti energetiche primarie che si distinguono in 3 tipi:

• Vettori energetici definisce una fonte energetica che può essere trasportabile e accumulabile.
• Energia elettrica similato il processo si accumulativa elimina una macchina che produce elettricità.
• Energia termica usa la combustione per lo scambio di calore.

Fonti energetiche primarie

• Combustibili fossili (gas naturali, petrolio, carbone)
• Fonti rinnovabili (eolica, solare, geotermica...)
• Nucleare

Vettori energetici

• Energia elettrica è facilmente trasportabile e molto poco accumulabile.
• Gas naturale è un... trasportare... fonti liquida... compensione.
• Combustibili liquidi come gas naturali.
• Idrogeno ??? tempi di sviluppo.
• Fonti di energia.
• Combustione.
• Ciclo termodinamico.
• Macchina termica.
• Macchina idraulica.
• Energia meccanica.
• Energia elettrica.
• Impianti idroelettrici.
• Celle a combustibile.

Tonnellate di petrolio equivalente (TOE)

Misura l'energia ricavabile dalla combustione di una tonnellata di petrolio grezzo. Vale circa 42 GJ.

Barile equivalente di petrolio

Energia convertibile in 9,166 kgr, 1 tonnellata di petrolio nero circa 6841 kcal.

Es. 1 litro di benzina circa 42 MJ = 42,105 J

NB: Il carbone rappresenta 1/3 della nostra consumata e si è trovato un modo per usare il carbone in modo pulito trasformandolo a gas.

Cenni storici

Le prime macchine utilizzavano fluidi incomprimibili e possono essere identificate già nel 5000 a.C. con delle ruote che sfruttavano la corrente di un fiume.

La macchina di Archimede è la prima macchina operatrice per il sollevamento dell'acqua.

Classificazione delle macchine

In base a:

Utilizzo

• Macchine motrici: il fluido cede energia alla macchina.
• Macchine operatrici: l'energia è fornita al fluido.

Fluido

• Fluidi incomprimibili: liquidi → fenomeni termici trascurabili.
• Fluidi comprimibili: gas, vapori → fenomeni termici non trascurabili, variazioni di volume di notevole entità.

Modo di scambio energia

• Macchina a flusso continuo o turbo macchine: motori dal fluido pressoché stazionario, energia scambiata in modo continuo da una limatura mobile.
• Macchine volumetriche: il fluido attraversa in un determinato volume di controllo variabile nel tempo in modo periodico e quasi statico.

Geometria

• Assiale - Il fluido attraversa la macchina in direzione assiale (// all’asse di rotazione della macchina)
• Radiale - Il fluido attraversa la macchina in direzione radiale (➢ all’asse di rotazione della macchina)

NB: Ci sono casi in cui l’ingresso è assiale e l’uscita è radiale (centrifuga). Casi in cui l’ingresso è