Appunti di Ingegneria - Università degli Studi di Ferrara

Appunti esame Sistemi energetici. Sistemi energetici a vapore. (18 ore) Cicli di Rankine e di Hirn; influenza sul rendimento del ciclo termodinamico della pressione di condensazione, della pressione di vaporizzazione, della temperatura di surriscaldamento e delle pressione di risurriscaldamento. Cicli a vapore rigenerativi. Circuito termico a tre spillamenti. Cicli Rankine a fluido organico (ORC - Organic Rankine Cycle). Generatore di vapore (6 ore) Potere calorifico di un combustibile e determinazione dell’aria necessaria per la combustione. Temperatura di combustione. Fenomeno della rugiada acida. Evoluzione dei generatori di vapore: dalla caldaia Cornovaglia alla caldaia Babcok. Separatore di vapore. Disposizione degli scambiatori lungo il percorso dei fumi. Surriscaldatore parzialmente irraggiato e in equi-corrente. Diagramma di scambio termico in presenza dell’economizzatore e del preriscaldatore dell’aria. Carico termico. Caldaia ad irraggiamento: geometria, componenti, disposizione degli scambiatori. Rendimento del generatore di vapore per via diretta e per via indiretta. Turbogas (10 ore) Ciclo di Brayton: influenza sul rendimento e sul lavoro specifico della temperatura di ingresso in turbina e del rapporto di compressione; raffreddamento delle pale della turbina. Componenti di turbogas e mappe di prestazione. Regolazione della potenza. Influenza del punto di funzionamento e della temperatura ambiente. Cicli turbogas rigenerativi. Cicli a compressione frazionata e interrefrigerata e ad espansione frazionata e interriscaldata. Impianti a ciclo combinato (8 ore) Impianti a ciclo combinato ad un livello di pressione: influenza sul rendimento della postcombustione, del risurriscaldamento e degli spillamenti di vapore. Ciclo combinato a due livelli di pressione: bilanci di potenza negli scambiatori, ottimizzazione della ripartizione della portata, ottimizzazione delle pressioni. Ciclo combinato a tre livelli di pressione: schema di impianto, diagramma termodinamico. Dimensionamento e regolazione degli impianti a ciclo combinato. Sistemi cogenerativi (10 ore) Cogenerazione: definizioni e indici energetici. Gruppi cogenerativi con turbine a gas. Gruppi cogenerativi con turbina a vapore in contropressione. Gruppi cogenerativi con turbina a vapore in derivazione. Gruppi combinati cogenerativi. Motori alternativi a combustione interna (8 ore) Cicli termodinamici Sabathè, Otto e Diesel: rendimento ed analisi termodinamica. Valutazione della potenza per “via termica”: definizione di tonalità termica, pressione media indicata e pressione media effettiva, rendimenti. Valutazione della potenza per “via meccanica” e influenza della velocità media. Curve di prestazione dei motori alternativi a combustione interna: influenza della velocità di rotazione, valori tipici per il consumo specifico. Gruppi cogenerativi con motori a combustione interna.