ENERGETICA

Docenti: 
PAGLIARINI Giorgio
Crediti: 
6
Anno accademico di offerta: 
2021/2022
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
FISICA TECNICA INDUSTRIALE (ING-IND/10)
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire le nozioni di base per l'analisi exergetica e termoeconomica di sistemi, sia fornendo gli elementi fondamentali dell'efficienza energetica sulla base del secondo principio della termodinamica, sia attraverso lo studio dei processi di conversione tra le diverse forme di energia (termica, meccanica).
Conoscenze e capacità di comprendere:
A conclusione del percorso didattico lo studente conoscerà l'approccio di secondo principio dell'analisi energetica.
Competenze:
Lo studente sarà in grado di effettuare l’analisi energetica di secondo principio di problemi di uso e di conversione dell'energia, previa schematizzazione del sistema e delle sue interazioni con il contorno.
Autonomia di giudizio:
A conclusione del processo di apprendimento lo studente avrà acquisito strumenti per interpretare in maniera critica processi energetici.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di schematizzare il problema, presentando in maniera chiara e con proprietà di linguaggio i dettagli del fenomeno fisico e i risultati dell’analisi effettuata, evidenziano in particolare le cause di irreversibilità.

Prerequisiti

Per seguire il corso con profitto sono necessarie le conoscenze di base della Fisica Tecnica, normalmente possedute dai laureati in Ingegneria Meccanica/Gestionale o preparazione equivalente

Contenuti dell'insegnamento

Analisi exergetica e analisi termoeconomica.

Programma esteso

Analisi exergetica. Definizione della proprietà exergia. Exergia fisica. Exergia cinetica. Exergia potenziale gravitazionale. Exergia fisica del gas perfetto. Exergia chimica di un singolo gas perfetto e di una miscela di gas perfetti. Bilancio di exergia di un sistema chiuso. Flusso di exergia associato al flusso di calore. Distruzione di exergia. Bilancio di exergia per il sistema aperto in regime stazionario. Espressione dell’exergia della massa unitaria attraverso il sistema aperto. Bilancio di exergia per il sistema aperto. Exergia del flusso unitario di gas perfetto. Exergia chimica di combustibili. Temperatura termodinamica media. Distruzione di exergia causata dall’attrito viscoso e dalla trasmissione del calore. Efficienza exergetica.
Analisi termoeconomica. Costo delle risorse energetiche. Costo di capitale e di manutenzione. Equazione di bilancio dei costi. Parametri termoeconomici. Costo medio del prodotto e della risorsa energetica. Costo della distruzione di exergia. Incremento relativo di costo. Fattore exergoeconomico. Livello di aggregazione del sistema.
Fonti di energia rinnovabili. Applicazione del software TRNSYS (per esempio, al dimensionamento di impianti fotovoltaici e di impianti eolici).

Bibliografia

Appunti del corso.
A. Bejan, G. Tsatsaronis, M. Moran, “Thermal design and optimization“, John Wiley & Sons, Inc.

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula.

Modalità verifica apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta e in un colloquio su due temi distinti e relativi all’analisi energetica e all’analisi termoeconomica. In sede d’esame viene anche verificata l’acquisizione delle competenze nell’ambito dei temi trattati durante l’attività di laboratorio.

Altre informazioni

Ulteriori informazioni sono disponibili su campusnet.unipr.it