Impianti meccanici T - teoria ed esercitazioni, prof Emilio Ferrari

Università degli Studi di Bologna

Programma definitivo a.a. 2017/2018

31418 - Impianti meccanici

Componente del corso integrato: Impianti meccanici e logistica T.C.I.

Docente: Emilio Ferrari (016853)

Corso di laurea: 0907-Ingegneria meccanica - Ciclo: 1 - Anno: 6

Generalità sugli impianti meccanici

Generalità sugli impianti meccanici di servizio per l'industria. Definizione e classificazione degli impianti meccanici e loro ruolo nell’impiantistica industriale e nel terziario. Ottimizzazione tecnico-economica nella progettazione impiantistica. Considerazioni sulla progettazione esecutiva dell'impianto tecnologico principale e degli impianti meccanici di servizio. Esempi di progettazione impiantistica con obiettivo il minimo costo totale di produzione: diametro e spessore delle condotte, pressione di caldaie, numero e tipo di sfollamenti, impianto idrico con e senza serbatoio di compenso, numero di elementi di riserva, ecc.

Impianti di cogenerazione

Impianti di cogenerazione di energia elettrica e termica. Impianto a vapore a recupero totale ("contropressione"): schemi di impianto. Possibili scenari di funzionamento in base alle richieste da parte delle utenze: scenario tipo "zuccherificio" e scenario tipo "cartiera". Scelta della pressione del generatore vapore surriscaldato in funzione delle richieste delle utenze termiche ed elettriche mediante appositi normogrammi (volvano termici). Valutazione di convenienza della condizione di autosufficienza: ottimizzazione tecnico economica del salto entalpico utilizzabile in turbina. Schema di impianto cogenerativo a "potenza costante" a due temperature.

Impianti di produzione e distribuzione di vapore

Impianti di produzione e distribuzione di vapore tecnologico. Schema dell’impianto di distribuzione e rappresentazione su diagramma T-s. Scelta del generatore di vapore. Dimensionamento della rete di distribuzione del vapore: esempio applicativo con verifica del bilanciamento delle perdite di carico. Organi di regolazione e loro funzione sulla rete del vapore: schema semplificato delle valvole riduttrici pressostatiche, termostatiche e scelta scambiatore di condensate a gabbzzinegg.

Impianti di concentrazione a vapore ad effetti multipli

Impianti di concentrazione a vapore ad effetti multipli: principi di funzionamento, schema di impianto e rappresentazione su diagramma T-s. Dimensionamento con relazioni bilanci di massa e di potenza termica scambiata. Interpretazione sul dimensionamento di un impianto di concentrazione a vapore a 2 effetti: criteri a superficie costante e a superficie totale minima.

Impianti di concentrazione a vapore a termocompressione

Impianti di concentrazione a vapore a termocompressione: principio di funzionamento, schema di impianto con diaframma, 1-5 effetti bilanci di massa e di potenza termica scambiata.

Impianti termici ad acqua

Impianti termici ad acqua: fluidi vettori del calore per impianti termici e confronto di prestazioni. Impianti termici ad acqua calda: schema e possibili disposizioni di impianto. Impianti termici ad acqua pressurizzata: possibili alternative (acqua, termici a con gas inerte) e calcoli semplificati. Unici di dimensionamento e normative: legge 373 del 30/4/1976 e DPR 412/93.

Impianti termici ad aria calda

Impianti termici ad aria calda per riscaldamento ambientale ad uso industriale. Impianti di essiccamento. Lavoretto sull’essicamento di sostanze solide: andamento umidità e volume in funzione del tempo. Legge della diffusione o di Fick ed equilibrio con portata di evaporazione su superficie. Classificazione dei processi (riscaldamento diretto/indiretto e sottovuoto) e degli impianti di essicamento (statici e continui). Principali fenomeni di scambio termico (riscaldamento, raffreddamento, umidificazione, deumidificazione) anche negli impianti di climatizzazione. Rappresentazione dei trattamenti e delle loro combinazioni su diagramma di Mollier dell’aria umida e su diagramma I-X U-RH dell’aria umida e non calda.

Impianti frigoriferi

Impianti frigoriferi a compressione: descrizione del principio di funzionamento e confronto con impianti ad assorbimento. Impianti frigoriferi ad espansione secca: schema di impianto e bilanci elementari. Impianti frigoriferi a due stadi di compressione con separatore di liquido intermedio: schema di impianto e bilanci elementari. Barriere al vapore. Esercitazione sul calcolo delle fughe termiche e sul costo ciclo frigorifero.

Impianti per il servizio idrico

Impianti per il servizio idrico. Schema di derivazione da rete pubblica. Confronto tra impianti senza e con serbatoio di compenso in funzione dei diagrammi di erogazione. Calcolo del volume minimo dei autoclave: schema e dimensionamento. Dimensionamento di reti idriche aperte e chiuse (metodo di Hardy-Cross): esempio di applicazione del metodo ad una rete idrica composta da due sole maglie.