Energetica Elettrica

Informazioni sui docenti e orari di lezione

3 docenti: Boni, responsabile collaborazione con Ex. sm; Petracca, responsabile mercoledì mattina esercitazioni venerdì mattina. Alcune volte dalle 11-13 lezione esercitazioni. Durante il mese potere all'orale dopo lo scritto. NO mercoledì pomeriggio.

3 docenti: Bonci, responsabile mercoledì mattina esercitazioni venerdì mattina alcune volte dalle 11-13 lezione esercitazioni durante l'anno lezione all'aula dopo lo scritto.

Bilancio e componenti energetici

Bilancio: saldo ingressi, uscite o perfette.

Trasformatore: posso ridurre la perdita? Difficile, non mi conviene l'investimento.

Linee di trasporto: η = 0,97.

Motori: η = 0,8; 0,9.

Utilizzo del gas e cogenerazione

Il gas viene bruciato in un punto e si utilizza un mezzo termoaccumulatore (serpentina) per il riscaldamento (η più basso del trasformatore, investire qui). Cogenerazione: produzione contemporanea di energia meccanica e calore.

Il gas viene bruciato in un punto e si utilizza un mezzo termo vettore (serpentina) per il riscaldamento (η più basso del trasformatore, investire qui). Cogenerazione: produzione contemporanea di energia meccanica e calore.

Riscaldamento e raffreddamento

Riscaldamento / Raffreddamento Q = mc ΔT. Quindi passaggio J_kg K = w₃ con passaggio da m a J/kg = wes. scambiatore

• 10 m³/h acqua
• 20°C ⟿ 30°C ⟼ 40°C
• ρ = 10.1000/3600 ⟹ 600 kW

Se avessi utilizzato una caldaia avrei dovuto fornire ancora più potenza (tenendo conto del rendimento della caldaia) gas naturale _{40MJ/kg pcs}. Potere calorifico inferiore: tiene conto dell'energia necessaria per vaporizzare l'acqua = 36 MJ/kg pci

_{Densità gas naturale 0,75}

Se consumo:

Densità aria 1,29^{625 kj}_{830 s} ≈ 62 sm³/h se costa 0,4 €/m³ ≈ 25 €/h

sm³ = la quantità di gas a 15,6°C a 1 atm

Combustione del metano

CH₄ + 2O₂ + 0₂ ⟶ 2 kg CH₄ per 10 kg aria

Calore specifico aria: 1 kJ/kg K. I gas di scarico escono a 250°C in quanto energia viene buttato?

(62·0,75 + 62·1,29) g · 250 = 40 kW

Trasferimento del calore

• Trasferimento calore separata delle superfici A • U • ΔT = m² • _W/^m2K = WU coefficiente della parete
• A • ₁/^Rth • ΔT = m² • _W/^m2K • K = WRth resistenza termica

Gas ideali e pompe

• Gas Ideale Pv = mRT
• Pompaggio acqua (potenza della pompa) Q • H • _9,81/^η = m³_/s • m = W
• Turbina (potenza utile) Q • H • 9,81 • η (m³_/s m = W
• Compressore di gas (potenza per comprimere) Q_inlet • P_inlet • ln _Pat/^Pim = m³_/s P_d = W per non tenere l'approssimazione di isentropico moltiplico per 1,5
• Ventilatore (potenza albero) Q • ΔP • ₁/^η = m³_/s • P_d = W

Numeri notevoli

• Calore specifico acqua 4,186 kJ/kg K
• Vapore surriscaldato 2,09
• Vapore alla atmosfera 1,8
• Entalpia media del vapore 2.6 kJ/kg
• Densità aria 1,29 kg/Sm³ (0°C)
• Gas 0,75 kg/Sm³
• Acqua 1000 kg/m³

Potere calorifico inferiore

• PCI oil 41.860 kJ/kg
• PCI gas 34.325 kJ/Sm³

KPI Boiler

• Gas 8-11 kg/Steam Sm³
• Oil 12-14 kg/Steam kg oil

COP e raffreddamento

• Cooling compressor Above ice point 3-6
• Below 0.7-2
• Condensatore cooling tower 0.01-0.02 m³/kWh
• Acqua a perdere 0.1-0.2
• Water storage pump 250-300 t·m kWh

Consumo energetico

Casa

• Luce 10-20
• Calore 10-20

Lavoro

• 5-10 lm/m²
• 5-10 W/m³

Unità di misura e conversioni

• m, s, kg, A, K, cd, mol, rad, sr
• 1 cal = 4,186 J

Nel libro troverai che punto e virgola sono usati all'inglese. Condizioni di misura standard: 0°C 101325 Pa. Condizioni normali: gas naturale -> standard 15°C 0,1 MPa.

Den. o: ρ = _P/^R•T = _kg/^m3 = _Pd/^J • K. R = 287,058 _J/^{kg K}.