Appunti di Sistemi energetici avanzati e cogenerazione m

Appunti presi a tutte le lezioni fatte dal prof Michele Bianchi nell'anno accademico 2022-2023. Trattazione iniziale sul PES e le normative sulla cogenerazione Sistemi Cogenerativi principali (TG semplice, TV in contropressione, TV in derivazione, CC, ciclo STIG, MCI) Elementi di bontà economica di un impianto cogenerativo Approfondimenti sulle turbine a gas Compressori e rendimento politropico, Turbine con perdite di energia cinetica e perdite per raffreddamento delle pale Dimensionamento di Compressore e Turbina off design, schemi principali Monoalbero fisso e variabile, Bialbero fisso e variabile Schermi Turbogas Complessi TG con REC, TG con compressione Inter-Refrigerata, TG con REC e IC, TG con espansione Inter-Riscaldata Trattazione e approfondimento sul raffreddamento delle pale fatto dal Prof De Pascale in laboratorio

Relazioni complete delle simulazioni svolte nel laboratorio del professor De Pascale con il simulatore Termoflex. Comprende tutte le simulazioni dalla 1 alla 9 con grafici e descrizioni degli andamenti.

Nel pdf sono presenti le risposte alle tipiche domande che ci sono all'esame. Sono risposte complete e corrette per passare l'esame senza problemi. C'è anche allegata la relazione completa richiesta. Anno accademico 2018/2019 Conoscenze e abilità da conseguire Obiettivo dell'insegnamento è lo studio dei gruppi cogenerativi (gruppi cogenerativo con TG a recupero semplice, a ciclo combinato, motori a combustione interna, gruppo cogenerativo a vapore in contropressione e in derivazione. Programma/Contenuti Prerequisiti/Propedeuticità consigliate L’allievo che accede a questo insegnamento conosce le basi di fisica, termodinamica e chimica, e sa utilizzare strumenti matematici utili per l’analisi e la modellazione di macchine e sistemi energetici. Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando gli esami di Sistemi energetici e Macchine. Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito. Programma - Modulo 1 Approfondimenti sulle turbine a gas Il mercato delle turbine a gas e le principali scelte progettuali nelle macchine di derivazione aeronautica e heavy-duty. Il raffreddamento della turbina a circuito aperto e chiuso e gli effetti sulle prestazioni. Le prestazioni fuori progetto del compressore e della turbina e le condizioni di accoppiamento. La regolazione della potenza di un gruppo turbogas: il turbogas monoalbero, le soluzioni a più alberi e a geometria fissa e variabile. L'impiego aeronautico del turbogas e le modifiche necessarie all'impiego industriale Turbogas a ciclo complesso Turbogas con recupero di calore: schema, bilanci energetici, prestazioni, confronti con altri sistemi ed esempi di applicazioni commerciali. Turbogas con compressione inter-raffreddata: schema, bilanci energetici, prestazioni, confronti con altri sistemi ed esempi di applicazioni commerciali. Turbogas con espansione inter-riscaldata: schema, bilanci energetici, prestazioni, confronti con altri sistemi ed esempi di applicazioni commerciali. Turbogas a ciclo misto: interstage water injection, la wet compression, il ciclo STIG, le power augmentation technologies Cogenerazione Introduzione alla cogenerazione, le prestazioni di un sistema cogenerativo, il confronto con la produzione separata. La normativa sulla cogenerazione, evoluzione e situazione attuale. La cogenerazione con turbine a gas: schemi dell'impianto, aspetti termodinamici, prestazioni e modalità di esercizio. Cogenerazione con turbine a vapore a contropressione e a spillamento: schemi dell'impianto, aspetti termodinamici, prestazioni e modalità di esercizio. Cogenerazione con cicli combinati gas/vapore: schemi dell'impianto, aspetti termodinamici, prestazioni e modalità di esercizio. Cogenerazione con motori a combustione interna alternativi: schemi dell'impianto, aspetti termodinamici, prestazioni e modalità di esercizio. Programma - Modulo 2 Simulazione numerica di sistemi energetici avanzati Introduzione sulle metodologie per la modellazione termodinamica di sistemi energetici avanzati con l’approccio a parametri concentrati. Principali fasi per l’impostazione di un modello numerico; l’ uso di software dedicati per il calcolo automatico. Modellazione di turbine a gas a ciclo semplice con e senza il raffreddamento e impostazione dell’analisi parametrica. Modellazione di cicli turbogas complessi: layout e inizializzazione degli input e simulazione. Il ciclo con intercooler: individuazione del rapporto di compressione intermedio che minimizza il lavoro di compressione e che massimizza il rendimento. Ciclo Turbogas con reheat: individuazione del rapporto di espansione intermedio che massimizza il lavoro di turbina e che massimizza il rendimento. Ciclo turbogas con recupero: individuazione dello scambio termico ottimale per massimizzare le prestazioni della turbina a gas. Modellazione di Cicli combinati: creazione del layout, inizializzazione degli input e simulazione di un ciclo combinato ad un livello di pressione di assegnata potenza. Individuazione della pressione di evaporazione che massimizza le prestazioni del sistema. Diagramma T-Q della caldaia a recupero. Modellazione di casi complessi di sistemi energetici cogenerativi: cicli combinati cogenerativi. La scelta delle pressioni di evaporazione e di spillamento al fine di massimizzare le prestazioni del sistema. Diagramma T-Q della caldaia a recupero. Diagramma T-Q dello scambiatore cogenerativo. Valutazione delle prestazioni cogenerative del sistema mediante i principali indicatori relativi agli impianti cogenerativi. Testi in Bibliografia consigliati: Gas Turbine Theory H. Cohen, G.F.C. Rogers, H.I.H. Saravanamuttoo, Longman scientific & technical