Paniere con risposte aperte - Tecnologie dei materiali (2023/2024)

COMBUSTIBILI”

LEZIONE 15

Ciclo del carbonio

Ciclo biogeochimico, attraverso il quale il carbonio viene scambiato tra la

geosfera, idrosfera, biosfera e atmosfera.

calorifico

Potere e temperatura di accensione

Il potere calorifico è la quantità di calore sviluppata nel corso della

combustione completa dell’unità di massa nel caso di solidi e liquidi

dell’unità di volume in condizioni normali, nel caso dei gas.

Possiamo avere due tipi di potere calorifico: superiore (Qs - l’acqua presente

termine della combustione si trova allo stato liquido) ed inferiore (Qi - l’acqua

prodotta si trova nello stato di vapore).

La temperatura di accensione è la temperatura minima a cui deve essere

portata la miscela combustibile-comburente affinché abbia inizio la reazione

di combustione. Questo avviene tramite la qualità del materiale di

infiammabilità, cioè la facilità con cui una determinata sostanza brucia

causando fuoco o combustione.

infiammabilità

Limiti di

I limiti di infiammabilità della miscela comburente-combustibile gassoso

indicano la percentuale in volume del combustibile affinché la combustione,

una volta innescata in un punto, si propaghi.

Aria teorica di combustione e volume teorico dei fumi

L’aria teorica di combustione è il volume di aria necessario per la

combustione completa dell’unità di massa/volume di combustibile solido/

liquido/gassoso.

Il volume teorico dei fumi è il volume dei fumi ottenuto dalla combustione

completa dell’unità di massa/volume di combustibile solido/liquido/gassoso.

LEZIONE 16

Perdita al camino e potenziale termico

La perdita al camino è la percentuale di potere calorifico inferiore, perduta in

seguito all’emissione dei fumi a temperatura superiore a quella ambiente.

Il potenziale termico è la quantità di calore che si sviluppa nella

combustione completa e con formazione di acqua vapore di un metro cubo

lOMoARcPSD|145 081 44

di miscela stechiometrica di combustibile gassoso/vaporizzato e della

relativa aria teorica di combustione.

LEZIONE 17

Combustibili solidi naturali

I combustibili solidi naturali sono tutti quei combustibili derivati dal legno,

materiale composto da cellulosa, lignina ed altre sostanze.

Questi combustibili solidi sono classificati in base alla profondità ed al

contenuto di carbonio; vengono prodotti dalla carbogenesi e si possono

suddividere in: torba (deriva dalla carbonizzazione di vegetali erbacei ed è il

prodotto i formazione del legno più recente composto da un contenuto di

carbonio di 55-65%), lignite (deriva da una carbonizzazione più spinta della

torba e di piante ad alto fusto ed il suo contenuto di carbonio è pari al 65-

75%), litantrace (presenta un contenuto di carbonio pari al 75-90%) ed

antracite (carbone più pregiato che presenta un contenuto di carbonio pari al

90-95%). artificiali:

Combustibili solidi il coke

I combustibili solidi artificiali sono residui carboniosi derivati dalla parziale

combustione/distillazione secca dei combustibili naturali.

Il coke è un residuo carboniosi che si ottiene distillando i litantraci sopra i

900°; si ottiene per distillazione a secco di litantraci grassi, ma può essere

ottenuto anche da petrolio e ligniti.

LEZIONE 18

Distillazione frazionata

La distillazione frazionata è caratterizzata da una sequenza di evaporazioni e

condensazioni in modo da separare quote di liquido con intervalli definiti di

temperature di ebollizione.

Industrialmente questa operazione è processata in una colonna a piatti alla

cui base è posta una caldaia, dove la miscela iniziale viene portata ad

ebollizione. Le campane costringono i vapori che salgono a gorgogliare nel

liquido contenuto nei piatti.

Cracking e reforming

Il cracking è un processo di frammentazione delle molecole costituenti le

frazioni pesanti derivate dal topping, per la formazione di composti

contenenti un numero inferiore di atomi di carbonio. Il cracking può essere:

termico, catalitico o hydrocracking.

Il reforming è la trasformazione degli idrocarburi leggeri a basso numero di

ottano, in idrocarburi ad alto contenuto di ottano.

lOMoARcPSD|145 081 44 raffinazione

Combustibili liquidi naturali: petrolio e

Il petrolio grezzo/greggio è un liquido più o meno denso e viscoso, di colore

variabile, fluorescente che possiede un odore pungente e sgradevole.

Poiché gli idrocarburi che compongono il petrolio hanno caratteristiche

molto diverse tra di loro, bisogna dividerle e raggrupparle in diverse

“frazioni” composte dalle stesse caratteristiche. Questo processo avviene

grazie alla raffinazione, processo secondo il quale si utilizzano delle

operazioni fisiche (atte a frazionare il greggio in porzioni con caratteristiche

fisiche più omogenee) e chimiche (atte a modificare la natura chimica dei

costituenti delle diverse frazioni).

LEZIONE 19

Volatilità e potenziale termico

Per poter rendere i carburanti idonei al commercio, essi devono presentare

delle caratteristiche specifiche definite da delle norme di riferimento.

Tra queste caratteristiche troviamo: la volatilità, cioè la capacità del

carburante di vaporizzare ed il potenziale termico, cioè la quantità di vapore

che si sviluppa nella combustione completa di un normal metro cubo di una

miscela stechiometrica di aria teorica e di combustibile gassoso con

formazione di acqua allo stato vapore.

infiammabilità

Temperatura di e temperatura di accensione

Per poter rendere i carburanti idonei al commercio, essi devono presentare

delle caratteristiche specifiche definite da delle norme di riferimento.

Tra queste caratteristiche troviamo: la temperatura di infiammabilità, cioè la

temperatura minima alla quale si formano vapori in quantità tale che in

presenza di ossigeno e di un innesco abbia luogo il fenomeno di

combustione e la temperatura di accensione, cioè la temperatura minima cui

deve essere portata la miscela combustibile-comburente affinché abbia

inizio e si autosostenti la reazione di combustione.

Qualità di ignizione e viscosità

Per poter rendere i carburanti idonei al commercio, essi devono presentare

delle caratteristiche specifiche definite da delle norme di riferimento.

Tra queste caratteristiche troviamo: la qualità di ignizione, cioè l’attitudine di

un combustibile ad autoaccendersi durante l’iniezione di aria compressa a

temperatura elevata e la viscosità, cioè la concentrazione di acetano

presente in una miscela che abbia lo stesso ritardo di accensione del

carburante in esame. lOMoARcPSD|145 081 44

Potere antidetonante

Per poter rendere i carburanti idonei al commercio, essi devono presentare

delle caratteristiche specifiche definite da delle norme di riferimento.

Tra queste caratteristiche troviamo il potere antidetonante, cioè la resistenza

che un carburante oppone alla detonazione, ed è espresso tramite il numero

di ottano.

LEZIONE 21

Gas artificiale

I combustibili gassosi sono classificati in gas artificiali e gas naturali.

I gas artificiali sono ottenuti da processi di gassificazione di combustibili

solidi o liquidi, o anche come sottoprodotti di altre lavorazioni come gas di

cokeria e di altoforno.

Gas naturale

I combustibili gassosi sono classificati in gas artificiali e gas naturali.

I gas naturali sono quei combustibili che vengono estratti ed hanno origine

direttamente nel globo terrestre.

Possono essere classificati in base alle caratteristiche dei giacimenti (gas

associato o gas non associato), oppure in base ai componenti idrocarburici

che li costituiscono (gas naturale secco o gas naturale umido).

LEZIONE 22

Filtri a tessuto

I filtri a tessuto sono costituiti da un contenitore d’acciaio nel quale sono

istallati elementi filtranti in tessuto.

Sotto il cassone contenitore sono poste una o più tramogge dotate di

dispositivi di scarico per la raccolta delle polveri; questo processo può

avvenire per: cattura aerodinamica per impatto inerziale, intercettazione o

diffusione

Cicloni e multicicloni

I cicloni sono costituiti da una camera cilindrica, dove le particelle sono

proiettate contro la superficie interna del ciclone e precipitano sul fondo

dove vengono raccolte, sovrapposta ad una camera troncoconica, dove il

vortice si inverte ed i componenti gassosi vengono scaricati all’esterno

attraverso un tubo. La traiettoria percorsa dai fiumi corrisponde ad un’elica

cilindrica che determina la formazione di un vortice diretto verso il basso.

I multicicloni sono costituiti da diversi cicloni operanti in parallelo ed aventi in

comune ingresso ed uscita della corrente gassosa.

lOMoARcPSD|145 081 44

Abbattimento delle polveri a umido

L’abbattimento delle polveri ad umido avviene tramite l’utilizzo di camere di

sedimentazione, cicloni e multicicloni oppure da depolveratori elettrostatici.

Abbattimento delle polveri a secco

L’abbattimento delle polveri a secco avviene tramite l’utilizzo di filtri a tessuto

o separatori a venturi.

LEZIONE 23

classificazioni lubrificanti

Scopi e dei

I lubrificanti sono sostanze che interposte tra superfici in movimento relativo

rendono minimo il contatto effettivo tra le superfici stesse e possono essere

suddivisi in lubrificanti liquidi (derivanti dal petrolio), solidi, semisolidi e

gassosi. lubrificanti

Requisiti dei

I requisiti dei lubrificanti sono: la viscosità (grandezza fisica che che misura la

resistenza di un fluido allo scorrimento che può essere assoluta, quindi

dinamica o cinematica, oppure relativa, cioè data dal rapporto tra la viscosità

della sostanza in esame e quella dell’acqua a 20°), l’aderenza (rappresenta la

capacità di aderire alle superfici da lubrificare formando un velo uniforme su

di esse) e la torbidità (data dalla presenza di materiale solido in sospensione

nell’olio). lOMoARcPSD|145 081 44 “SFORZI

DOMANDE APERTE LEZIONI 24-33 E

METALLI”

DEFORMAZIONI NEI

LEZIONE 24

Sforzo nominale e deformazione nominale

Lo sforzo nominale agente su una barra cilindrica è il rapporto tra la forza

media che agisce lungo l’asse della barra e la sua sezione iniziale (s=F/A0).

La deformazione nominale è causata dall’azione di una forza di trazione

lungo l’asse di un provino metallico ed è il rapporto tra la variazione di

lunghezza del provino nella direzione della forza e la lunghezza iniziale del

provino considerato (e=delta l/l0).

Sforzo reale e deformazione reale

Lo sf