Energetica

nformazioni generali

  • Anno di corso: 1°
  • Semestre: 2°
  • CFU: 6

Docente responsabile

Ivano PETRACCI

Obiettivi del Corso

Approfondimento degli aspetti specialistici della termodinamica, dello scambio termico e della fluidodinamica, necessari per la progettazione termofluidodinamica ed entropica attraverso il secondo principio della termodinamica. Completamento con l’analisi e la valutazione termoeconomica dei progetti.

Prerequisiti

Corsi di Fisica Tecnica.

Programma del corso

Criteri progettuali col secondo Principio della Termodinamica

Generazione di entropia e distruzione di exergia: generalità.

Analisi di minimizzazione della generazione di entropia in termofluidodinamica e nello scambio termico.

Generazione di entropia nei flussi di fluidi.

Generazione di entropia nello scambio conduttivo e convettivo.

Tecniche di aumento dello scambio termico.

Nuovi parametri entropici per il progetto di scambiatori di calore.

Sistemi di immagazzinamento. Impianti di potenza. Impianti frigoriferi. Criogenia.

Analisi e valutazione termoeconomica

Concetti di base dell’analisi energetica ed exergetica.

Impianti di cogenerazione.

Costi. Variabili termoeconomiche. Valutazione termoeconomica. Valutazione di progetto

Testi di riferimento

Dispense fornite dal docente.

A. Bejan, Entropy Generation Minimization (EGM), CRC, 1996.

A. Bejan, G. Tsatsaronis and M. Moran, Thermal Design and Optimization (TDO), Wiley, 1996

Modalità di Esame

L’esame del corso prevede una prova orale e la presentazione di un progetto assegnato nel periodo di lezione.

Energetica

Aim of the Course

The main goal of the course is to introduce advanced topics in Thermodynamics, Fluid Dynamics and Heat Transfer, useful for design criteria according to the Second Law of Thermodynamics.

Contents

Design criteria according to the second law of thermodynamics

Thermodynamics concepts and laws

Entropy generation and exergy destruction: basic concepts and the Gouy-Stodola theorem.

Characteristic features of irreversible systems and processes in thermofluid dynamics and heat transfer.

Entropy generation in fluid flow

Entropy generation in convective and conductive heat transfer.

Heat transfer augmentation techniques and entropy generation rate.

Three-part structure of heat exchanger irreversibility: flow imbalance, pressure drop and finite temperature difference. Entropy minimization in insulation system. Entropy minimization in storage system. Power generation and entropy minimization. Refrigeration and entropy minimization.

Thermoeconomic analysis and evaluation

Basic concepts in energetic and exergetic analysis.

The case study: a cogeneration power plant.

Economic analysis. Fundamentals of thermoeconomics and thermoeconomic variables.

Thermoeconomic evaluation. Thermoeconomic optimization.

Text Books

Lecture notes.

A. Bejan, Entropy Generation Minimization (EGM), CRC, 1996.

A. Bejan, G. Tsatsaronis and M. Moran, Thermal Design and Optimization (TDO), Wiley, 1996

Examination Procedures

The exam consists of an oral examination and a discussion on an application project that is assigned during the course.

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