Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
A conclusione del percorso didattico lo studente avrà acquisito la capacità di riconoscere le criticità dei processi di conversione dell’energia. Conoscerà anche i principali indicatori utili alla valutazione dell’efficienza del processo analizzato.
Competenze:
Lo studente sarà in grado di effettuare l’analisi exergetica e l’analisi termoeconomica di processi relativamente semplici, ma di notevole interesse ingegneristico. Avrà, inoltre, strumenti per valutare l’effetto di interventi di riqualificazione energetica.
Autonomia di giudizio:
Lo studente avrà acquisito strumenti per valutare in maniera critica i processi di conversione dell’energia, in relazione alle fonti sia tradizionali, sia rinnovabili.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di schematizzare il problema energetico, presentando in maniera chiara e con proprietà di linguaggio i dettagli del processo e i risultati dell’analisi effettuata.
Prerequisiti
Per seguire con profitto il corso d’insegnamento è necessario aver acquisito le nozioni di base di termodinamica.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso d’insegnamento include due temi principali: analisi exergetica e analisi termoeconomica, che vengono trattati in successione. Dapprima vengono definite le variabili termodinamiche rilevanti, viene quindi delineato l’inquadramento teorico su cui l’analisi si basa. Largo spazio viene riservato alle applicazioni, a cominciare dalle più semplici, intese ad una migliore comprensione dei concetti teorici, fino all’analisi exergetica e termoeconomica di processi di una certa complessità.
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 che fluisce attraverso un sistema aperto. Bilancio di exergia per il sistema aperto. Exergia del flusso unitario di gas perfetto. Exergia chimica di combustibili chimici. 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. Livello di aggregazione del sistema. Parametri termo economici: costo medio del prodotto e della risorsa energetica; costo della distruzione di exergia; incremento relativo di costo; fattore exergoeconomico.
Bibliografia
Testo consigliato:
Thermal design and optimization, A. Bejan, G. Tsatsaronis, M. Moran, John Wiley & Sons, Inc.
Ulteriore materiale didattico a disposizione sul portale CampusNet: copia delle diapositive presentate e appunti del corso.
Metodi didattici
Sia l’inquadramento teorico degli argomenti, sia lo sviluppo di semplici problemi e dei casi di studio, verranno svolti in aula, con l’ausilio del proiettore di diapositive.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento consta di due momenti distinti: una prova scritta, consistente nella risoluzione di semplici problemi del tipo di quelli discussi durante il corso (peso 50%); una successiva prova orale, consistente nell’eventuale discussione sulla prova scritta e in approfondimenti sulla teoria sviluppata durante il corso (peso 50%).
Altre informazioni
Ulteriori informazioni sono disponibili su campusnet.unipr.it
