OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO)

L’allievo acquisisce capacità di calcolo per la valutazione quantitativa delle risorse energetiche in vari settori applicativi, in relazione alle fonti di energia ed agli usi finali. Approfondisce le metodologie di applicazione delle equazioni generali di bilancio per il miglioramento dei rendimenti, minimizzando le perdite energetiche ed exergetiche, dei processi diretti e inversi e dei loro componenti. Affronta nozioni preliminari sui principi di funzionamento degli impianti nucleari a fissione per la produzione di energia elettrica e di idrogeno ed impara a risolvere alcuni problemi di termoidraulica del core di reattori a fissione termici e veloci. Studia  infine i processi a ciclo inverso a gas, a compressione di vapore, ad assorbimento, studia i relativi criteri termodinamici di dimensionamento ed ottimizzazione e sviluppa nel dettaglio il progetto degli impianti a compressione di vapore.

Modalità didattiche

Lezioni in aula, esercitazioni e prove di laboratorio

PROGRAMMA/CONTENUTO

Risorse energetiche, fonti di energia ed usi finali. Equazioni generali di bilancio energetico,  entropico ed exergetico. Applicazioni ai processi diretti e inversi ed ai loro componenti. Criteri di ottimizzazione e dimensionamento di componenti e sistemi basati sul metodo della minimizzazione della produzione di entropia. Elementi su aspetti energetici, economici ed ambientali integrati tra loro. Applicazioni numeriche.

Elementi di energetica nucleare. Bilancio neutronico in un reattore a fissione. Componenti essenziali per il funzionamento di un reattore a fissione termico e veloce. Descrizione della tipologia dei principali tipi di reattori nucleari a fissione funzionanti oggi e previsti per il futuro (IV generazione). Elementi di termoidraulica di un reattore termico refrigerato ad acqua in pressione e di uno veloce refrigerato a sodio liquido e a piombo liquido. Esercizi ed applicazioni numeriche sull’impiantistica nucleare.

Processi a ciclo inverso a compressione di vapore, ad assorbimento e termodinamica dei relativi processi. Impianti a compressione di vapore. Componenti e sistemi di controllo degli impianti. Sistemi a pompa di calore ed elio-assistiti. Impianti ad assorbimento: componenti e dimensionamento di massima. Esercitazioni numeriche. Esercitazioni di laboratorio su impianti a compressione di vapore. Cenni a sistemi innovativi per refrigerazione. Sistemi a pompa di calore e pompe di calore elio-assistite.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Adrian Bejan Advanced Engineering Thermodynamics – John Whiley & Sons – 1988

Adrian Bejan Entropy Generation Minimization – The method of Thermodynamic Optimization of finite-size Systems and finite-time processes. – CRC Press, 1996

E. Bonauguri, D. Miari Tecnica del Freddo, Hoepli, 1977

Karl Breidenbach , Uberto Stefanutti : Manuale del freddo, Tecniche nuove, 2008

Commissione d'esame

LUCA ANTONIO TAGLIAFICO (Presidente)

GUGLIELMO LOMONACO (Presidente)

GIOVANNI GUGLIELMINI

WALTER BORREANI

Modalità didattiche

Lezioni in aula, esercitazioni e prove di laboratorio