Si veda la pagina moodle e-l https://e-l.unifi.it/course/view.php?id=17127
Obiettivi Formativi - Parte A
Fornire agli allievi ingegneri energetici o meccanici magistrali gli strumenti
applicativi necessari alla valutazione dei costi exergo-economico ed exergo-ambientali dei
prodotti energetici (energia meccanica/elettrica, calore e freddo) e l'influenza
delle irreversibilità (inefficienze) nei diversi componenti sul tale costo.
Obiettivo finale è acquisire competenze professionali avanzate sull'ottimizzazione dei sistemi energetici complessi (conversione ed utilizzo dell'energia).
Competenze/Conoscenze:
CC1-Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico.
CC4-Approfondimenti di termodinamica applicata, termoeconomia, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche ed economiche dei sistemi energetici e dei componenti. Sostenibilità ambientale ed economica.
CA1-Capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all'ingegneria meccanica ed energetica.
CA3-Capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi
CT3 -sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
CT4 -rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
Prerequisiti - Parte A
Per il corso è richiesta una preparazione operativa
avanzata sulla termodinamica (corrispondente al livello di un laureato
della classe industriale): viene comunque rivista brevemente
l'impostazione della termodinamica, anche per introdurre facilmente
l'utilizzo pratico dell'exergia ai fini della valutazione delle irreversibilità di
diversa natura e dell'ottimizzazione delle prestazioni. E' previsto l'utilizzo
a livello abbastanza avanzato di un SW di analisi termodinamica (EES)
con molti esempi sviluppati.
Metodi Didattici - Parte A
Lezioni, esercitazioni in aula ed aula informatica (5-6 CFU).
Laboratorio/progetto (3-4 CFU): analisi termoeconomica di un sistema e/o
componente energetico. Stesura di un breve elaborato tecnico.
Google Meet channel for exams:
cjk-xnwt-vda
Modalità di verifica apprendimento - Parte A
Esecuzione di un compito a fine corso con utilizzo di SW EES od altro in aula informatica.
Valutazione e discussione dell'elaborato progettuale.
Le CC1(Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico) e CC4(Approfondimenti di termodinamica applicata, termoeconomia, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche ed economiche dei sistemi energetici e dei componenti. Sostenibilità ambientale ed economica) sono acquisite mediante la frequenza al corso e lo studio individuale e l'interazione con il docente.
le CA1-Capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/ propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all'ingegneria meccanica ed energetica.
CA3-Capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi
sono dimostrate 1) dall'esito positivo del compito finale che é costituito da un file di SW di modellazione che viene verificato e corretto dal docente 2) dal progetto che comprende un applicativo SW realizzato dallo studente in gruppo od individualmente sotto la guida di un supervisore.
Le CT3 (sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni) e CT4 (rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)) sono validate dalla redazione del progetto (individuale o di gruppo) che comprende una relazione ed una presentazione con discussione.
esercitazioni vengono svolte in un gruppo di studenti (3-4) in modo da favorire il lavoro coordinato (CT2), devono essere presentate prima della prova orale (CT7) in forma di relazione scritta che riporta una discussione critica dei risultati ottenuti in forma numerica e grafica (CT1, CT3, CT4).
Programma del corso - Parte A
Impostazione unitaria di primo e secondo principio della termodinamica (exergia) per sistemi chiusi ed aperti, non reattivi e reattivi.
Bilancio diretto ed indiretto di exergia. Distruzione e perdita di exergia. Esempi di calcolo su diversi processi e tipologie di impianti di conversione.
Introduzione all'analisi termo economica / exergoeconomica. Applicazioni al calcolo del costo di componenti e correnti. Presentazione ed interpretazione dei risultati dell'analisi.
Cenni all'ottimizzazione termo economica. Analisi exergetica avanzata. Esempi applicativi.
Introduzione alla Life Cycle Analysis. Costruzione dell’inventario; categorie d’impatto; normalizzazione e pesatura. Introduzione all’analisi exergoambientale. Esempi applicativi.
Ottimizzazione di reti complesse di scambiatori. Introduzione alla Pinch Analysis. Metodo grafico e programmazione. Costruzione delle curve composite. Esempi applicativi.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile - Parte A
Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile
7-12-13