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COMPONENTS FOR ENERGY CONVERSION SYSTEMS
UMBERTO DESIDERI
Academic year2020/21
CourseENERGY ENGINEERING
Code694II
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
COMPONENTI PER SISTEMI ENERGETICIING-IND/09LEZIONI60
ANDREA BACCIOLI unimap
UMBERTO DESIDERI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

L'insegnamento si propone di fare acquisire all'allievo una conocenza più approfondita dei componenti che caratterizano i sistemi energetici tradizionali, dei motori a combustione interna e di alcuni sitemi energetici speciali (sistemi innovativi di conversione del calore ad alta e bassa temperatura, sistemi di desalinizzazione dell'acqua marina, sistemi di accumulo e sistemi criogenici).

Knowledge

The course aims to make the student acquire a more in-depth understanding of the components that characterize traditional energy systems and some special energy systems (seawater desalination systems, storage systems and systems Cryogenic).

Modalità di verifica delle conoscenze

Gli studenti verranno coinvolti dal docente nella risoluzione di tipici esercizi, che integreranno e gli argomenti trattati durante il corso. Gli esercizi serviranno al docente come verifica delle conoscenze degli allievi.

Assessment criteria of knowledge

Students will be involved by the teacher in the resolution of typical exercises, which will integrate the topics covered during the course. Exercises will serve the teacher as verification of students ' knowledge.

Capacità

Al termine del corso lo studente sarà in grado di riconoscere i principali accessori degli impianti vapore, le principali criticità dei motori a combustione interna (soprattutto quelli per applicazioni stazionarie) e  e saranno in grado analizzare sistemi energetici complessi. Gli studenti acquisteranno la capacità di ottimizzare cicli per recupero di calore e criogenici, nonché sistemi di dissalazione dell'acqua marina.

Skills

At the end of the course the student will be able to characterize the systems from the point of view of the main components and will be able to carry out balances of mass, energy and exergy.

Modalità di verifica delle capacità

Gli studenti verranno coinvolti dal docente nella risoluzione di tipici esercizi che richiederanno capacità di analisi dei sistemi energetici.

Assessment criteria of skills

Students will be involved by the teacher in solving typical exercises that require the ability to analyse energy systems.

Comportamenti

Gli studenti potranno acquisire sensibilità alle problematiche relative agli impianti, ai motori a combustione interna e ai sistemi energetici innovativi.

Behaviors

Students will be able to gain sensitivity to the problems related to both traditional and special energy systems.

Modalità di verifica dei comportamenti

Le esercitazioni numeriche saranno di ausilio al docente per la verifica delle sensibilità di analisi acquisite dagli studenti.

Assessment criteria of behaviors

Numerical exercises will help the teacher to verify the students' sensibility in energy systems analysis.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Macchine, fisica tecnica

Prerequisites

Fluid machinery, thermodynamics.

Indicazioni metodologiche

Lezioni frontali con l'ausilio di slides ed esercitazioni tramite l'utilizzo di codici (Microsoft Excel) e software di processo (Aspen Hysys).

Teaching methods

Frontal lessons with the help of slides. A visit to the workshops in Larderello will be held, where students can see the components of the geothermal plant. A second visit to the CRIBE center will be held  to see biomass boiler components.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

 

Analisi dei componenti di sicurezza, protezione, osservazione, regolazione e alimentazione che caratterizzano tutti i tipi di sistemi energetici.

Motori a combustione interna, dal ciclo ideale al ciclo limite e al ciclo indicato. Parametri e organi fondamentali dei motori a combustione interna. Aspirazione dell'aria e sistemi di iniezione, combustione e formazione degli inquinanti.

 

Sistemi di recupero di conversione del calore a bassa e alta temperatura: Cicli ORC, Cicli sCO2, ciclo Brayton invertito, sistemi OTEC.

Sistemi di dissalazione dell'acqua di mare, sia di tipo meccanico che di tipo termodinamico.

Cicli criogenici, con particolare attenzione alle applicazioni legate alla liquefazione del gas naturale.

Syllabus

Recall of previous concepts such as efflux through a duct, stagnation quantities and critical quantities.
General sizing of a single-stage impulse steam turbine. General sizing of a Curtis turbine. General sizing of low pressure steam turbine.
Analysis of diathermic oil boilers, smoke tubes and water pipes boilers, with particular attention to the constructive details and to the operating fields.
Analysis of safety, protection, observation, regulation and feeding components characterizing all types of energy systems.
Analysis of the main energy storage systems.
Analysis of sea water desalination systems (both mechanical and thermodynamic systems).
Analysis of cryogenic cycles, with particular attention to applications related to the liquefaction of natural gas.

Bibliografia e materiale didattico

Materiale didattico fornito a lezione in PDF dal docente.

Informazioni addizionali sui libri:

"Fundamentals of salt-water desalination" H.T. El-Dessouky H.M. Ettouney, Elsevier

"Handbook of Liquefied Natural Gas" Saeid Mokhatab John Mak Jaleel Valappil David Wood, Elsevier

Bibliography

Teaching material provided in PDF format by the teacher during lecture.
Additional information about books:

"Fundamentals of salt-water desalination" H.T. El-Dessouky H.M. Ettouney, Elsevier

"Handbook of Liquefied Natural Gas" Saeid Mokhatab John Mak Jaleel Valappil David Wood, Elsevier

Indicazioni per non frequentanti

I non frequentanti possono contattare il docente per ottenere il materiale didattico e possono richiedere appuntamento per il ricevimento.

Non-attending students info

Non-attending students can contact the teacher to obtain the teaching material and may request an appointment for the reception.

Modalità d'esame

Prova orale della durata approssimativa di trenta minuti, volta alla verifica delle conoscenze teoriche e delle capacità acquisite.

Assessment methods

Oral test characterized by an approximate duration of thirty minutes, aimed at verifying theoretical knowledge and acquired capacities.

Updated: 19/02/2021 10:55