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COMPONENTS FOR ENERGY CONVERSION SYSTEMS
ANDREA BACCIOLI
Academic year2023/24
CourseENERGY ENGINEERING
Code694II
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

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

L'insegnamento si propone di fare acquisire all'allievo una conoscenza più approfondita dei motori a combustione interna e di  sistemi energetici speciali (sistemi innovativi di conversione del calore ad alta e bassa temperatura, sistemi di desalinizzazione dell'acqua marina e sistemi criogenici).

Knowledge

The course aims to make the student acquire a more in-depth understanding of the operational parameters of internal combustion engines, and some special energy systems (heat recovery, seawater desalination, and 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

The teacher will involve students in the resolution of typical exercises, integrating the topics covered during the course. Activities will serve the teacher as a verification of students' knowledge.

Capacità

Al termine del corso lo studente sarà in grado di riconoscere i principali parametri e criticità dei motori a combustione interna (soprattutto per applicazioni stazionarie) e  e saranno in grado analizzare sistemi energetici complessi. Gli studenti acquisteranno la capacità di simulare e definire parametri di progetto ottimizzati di alcuni cicli avanzati per recupero di calore o 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

The teacher will involve students in solving typical exercises that require analyzing energy systems.

Comportamenti

Gli studenti potranno acquisire sensibilità alle problematiche relative ai ai motori a combustione interna e ai sistemi energetici speciali.

Behaviors

Students will be able to gain sensitivity to the problems related to 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 verify the students' sensibility in energy systems analysis.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Macchine, fisica tecnica, energetica

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 provided by the teacher

Programma (contenuti dell'insegnamento)

 

 

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, elettrochimico e termodinamico.

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

Syllabus

Internal combustion engines:

  • Recall of previous concepts about internal combustion engines such as theoretical cycles.
  • Difference between theoretical cycle and limit cycle.
  • Indicated cycles and air aspiration systems
  • Fuel injection systems and combustion in both SI and CI engines
  • Pollutants formation

Special Energy systems:

  • Organic Rankine Cycles
  • SCO2 cycles
  • Inverted Brayton cycles;
  • IBC cycles
  • OTEC systems
  • Seawater desalination systems 
  • Cryogenic application for natural gas liquefaction
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 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: 02/02/2024 10:14