Scheda programma d'esame
ENERGY AND ENERGETICS SYSTEMS
STEFANO FRIGO
Academic year2018/19
CourseENGINEERING MANAGEMENT
Code038II
Credits12
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
ENERGIA E SISTEMI ENERGETICI- PARTE IING-IND/10LEZIONI60
MAURO MAMELI unimap
ENERGIA E SISTEMI ENERGETICI - PARTE IIING-IND/09LEZIONI60
STEFANO FRIGO unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Il corso si propone di fornire ai partecipanti:

  • conoscenze di termodinamica applicata;
  • conoscenze di base di idraulica;
  • conoscenze di base di trasmissione del calore;
  • conoscenze dei principali cicli termodinamici applicati alle macchine termiche;
  • conoscenze dei cicli cogenerativi e combinati;
  • conoscenze dell’impatto ambientale delle macchine termiche;
  • conoscenze di base degli impianti industriali a servizio delle macchine termiche (impianti idraulici e a vapore);
  • conoscenze di base di energetica.
Knowledge

The student who successfully completes the course will be able to deal and apply concepts concerning:

  • Applied thermodynamics;
  • Hydraulics;
  • Heat transfer;
  • Steam turbines;
  • Gas turbines;
  • Combined cycle and cogeneration plants;
  • Internal combustion engines;
  • Compressors;
  • Pumps and hydraulic turbines;
  • Energy sources and energy systems.
Modalità di verifica delle conoscenze

L’esame verrà svolto in una prova unica in collaborazione tra i due docenti e consiste in una prova scritta di circa due ore e una prova orale da sostenere necessariamente nello stesso appello. Durante la prova scritta lo studente deve rispondere a una serie di quesiti e di esercizi inerenti agli argomenti trattati. Il punteggio assegnato ai quesiti della prova scritta è equamente distribuito sugli argomenti trattati dai due docenti (15 punti per la parte di termodinamica e trasmissione del calore e 15 per la parte di macchine e sistemi energetici). Lo studente accede alla prova orale se:

1) ha accumulato almeno 7 punti per ognuna delle due parti della prova scritta;

2) ottiene un punteggio totale di almeno 16/30.

La prova orale consiste in un approfondimento della prova scritta e in un’ulteriore verifica della preparazione su tutto il programma senza distinzioni relative all’anno accademico in cui lo studente ha frequentato il corso. In caso di esito negativo della prova orale, lo studente deve necessariamente sostenere nuovamente la prova scritta.

Assessment criteria of knowledge

There will be a single exam consisting in a written test (duration: 2h) and an oral test afterwards

which must be taken in the same session. Exercises in the written exam are equally distributed among the subjects given by the two lecturers (15 points on thermodynamics and heat transfer; 15 points on turbomachinery and energy systems, total points: 30). The written test is passed if the following two conditions are both satisfied:

1) accumulate at least 7 points over 15 for each part;

2) accumulate at least 16 points over 30 in total.

The oral test covers all the subjects. In case the student fails the oral exam, he must take the whole exam (written and oral) once again.

Capacità

L’allievo, al termine del corso, dovrà quindi essere in grado di applicare i bilanci fondamentali della termodinamica ai sistemi ingegneristici e di conoscere le principali macchine a fluido utilizzate sia a livello industriale, sia per la generazione di energia, nonché i cicli termodinamici all’interno dei quali tali macchine sono inserite. Dovrà inoltre conoscere e saper calcolare i rendimenti di macchina e di impianto, con relativa conoscenza dei flussi di massa e di energia.
Dovrà quindi conoscere e saper applicare:
• i bilanci di massa, energia ed entropia, anche nel caso più generale di sistemi aperti e non stazionari;
• il teorema di Bernoulli in forma generalizzata;
• le equazioni che regolano i meccanismi di scambio termico conduttivo, convettivo e radiativo;
• i flussi di massa e di energia che caratterizzano i principali cicli termodinamici delle macchine termiche;
• i rendimenti relativi alle principali macchine a fluido;
• i principali parametri che regolano il funzionamento delle macchine termiche con capacità di effettuarne un dimensionamento preliminare;
• i principali sistemi di abbattimento delle emissioni prodotte dalle macchine termiche;
• gli impianti di servizio ad uso industriale (impianti idraulici e vapore) con capacità di effettuarne un preliminare dimensionamento di massima;
• le principali fonti fossili e rinnovabili e i sistemi energetici che le utilizzano.

Modalità di verifica delle capacità

Durante gli esami scritto e orale, lo studente dovrà individuare i metodi più corretti da utilizzare per risolvere i problemi di energia e sistemi energetici.

Assessment criteria of skills

During the written and oral exams, the student should find the most suitable methods  for solving the proposed energy and energy systems problems.

Comportamenti

Lo studente acquisirà maggiore consapevolezza sulle problematiche di energia e sistemi energetici e sulle relative applicazioni ingegneristiche.

Behaviors

The student will acquire a higher awareness of energy and energy systems issues and of their engineering applications.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante gli esami scritto e orale, si verificherà l’autonomia dello studente nella modellazione e nella risoluzione dei problemi proposti.

Assessment criteria of behaviors

During the written and oral exams, the ability of the student to model and solve the proposed problems will be evaluated.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenze di analisi matematica, di fisica generale e di chimica di base.

Prerequisites

Knowledge of analysis (calculus), basic chemistry and general physics.

Indicazioni metodologiche

La didattica consiste in lezioni frontali ed esercitazioni svolte in aula, alla lavagna o con l’ausilio di slide. Le slide ed altro materiale integrativo sono caricati sulle pagine ufficiali dei docenti. Questo materiale digitale e i libri di testo consigliati costituiscono il materiale didattico a disposizione dello studente.

È inoltre stabilito un giorno a settimana, mattina o pomeriggio, ad uso ricevimento. Per ogni eventuale richiesta ulteriore da parte degli studenti è comunque utilizzabile la posta elettronica. Per le comunicazioni agli studenti saranno utilizzate le pagine ufficiali dei docenti, nelle sezioni relative al corso.

Teaching methods

Lessons will be given by the lecturer by means of blackboard and microphone. Office hours will be announced during the first lessons. For any further communication/request, e-mail is the preferred mode.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Argomenti

Lezioni (ore)

Esercitazioni (ore)

Docente

Termodinamica applicata

(concetti introduttivi, sistemi aperti, equazioni di bilancio, equazioni di stato, trasformazioni, cicli termodinamici ideali)

17

10

 

Ing. Mameli

Idraulica (Teorema di Bernoulli, viscosità, perdite di carico)

6

4

Ing. Mameli

Trasmissione del calore (conduzione, convezione, irraggiamento)

12

6

Ing. Mameli

Fondamenti di macchine a fluido

8

1

Prof. Frigo

Impianti motore a vapore

4

2

Prof. Frigo

Impianti motore con turbina a gas

4

1

Prof. Frigo

Motori a combustione interna

6

2

Prof. Frigo

Cicli combinati e cogenerativi

4

2

Prof. Frigo

Impatto ambientale delle macchine termiche i

5

0

Prof. Frigo

Compressori alternativi e dinamici

4

1

Prof. Frigo

Macchine motrici idrauliche (turbine)

3

1

Prof. Frigo

Macchine operatrici idrauliche (pompe)

4

1

Prof. Frigo

Impianti ausiliari idraulici

2

1

Prof. Frigo

Fonti e sistemi energetici, prima parte

4

0

Prof. Frigo

Fonti e sistemi energetici, seconda parte

5

0

Prof. Mameli

Totale

88

32

 

Bibliografia e materiale didattico
  • Yunus A. Çengel, “Termodinamica e Trasmissione del Calore”, McGraw-Hill (qualunque edizione).
  • Michael Moran, Howard N. Shapiro, Bruce R. Munson, David P. DeWitt, “Elementi di Fisica Tecnica per l’Ingegneria”, McGraw-Hill (qualunque edizione).
  • Renato della Volpe, “Macchine”, Liguori Editore (ultima edizione, 2011).
  • Slide e altro materiale digitale integrativo scaricabili dalle pagine ufficiali dei docenti.

 

Bibliography
  • Yunus A. Çengel, “Termodinamica e Trasmissione del Calore”, McGraw-Hill.
  • Michael Moran, Howard N. Shapiro, Bruce R. Munson, David P. DeWitt, “Elementi di Fisica Tecnica per l’Ingegneria”.
  • Renato della Volpe, “Macchine”, Liguori Editore, 2011.
  • Slides and additional digital material downloadable by the teachers' offical pages.
Modalità d'esame

Esami finali scritto e orale da sostenere entrambi nello stesso appello.

Assessment methods

Final written and oral exams (see above).

Altri riferimenti web

Registro delle lezioni: https://unimap.unipi.it/registri/dettregistriNEW.php?re=2089070::::&ri=011203

Additional web pages

List of lessons: https://unimap.unipi.it/registri/dettregistriNEW.php?re=2089070::::&ri=011203

Updated: 06/03/2019 16:34