Laboratorio di sistemi e processi energetici

Docente

Andrea Di Carlo

Codice disciplina

SSD: ING-IND/09

Crediti

6

Descrizione del corso

Il dovere di una qualsiasi figura tecnica è quello di scoprire come fare le domande alla natura piuttosto che procedere galileanamente facendo domande di cui conosciamo già le risposte.

Scopo di questo laboratorio è quello di insegnare agli studenti a ragionare in modo scientifico partecipando ad esperienze di laboratorio integrate nei progetti di ricerca a cui l'università partecipa.

Normalmente, le esperienze che fanno parte di un laboratorio didattico si basano su attività che vengono svolte meccanicamente per verificare una legge, confermare delle ipotesi, ecc. In questo laboratorio noi vogliamo far partecipare lo studente alle sperimentazioni di carattere fisico, chimico, elettrotecnico ed in genere energetico nei differenti progetti di ricerca in corso. In questo modo lo studente potrà apprendere le competenze di base per poter svolgere una sperimentazione e verificare le proprie capacità operative.

Lo studente che si iscrive svolgerà le seguenti attività:

Analisi di granulometria

Preparazione di catalizzatori

Test di gassificazione

Dimensionamento e valutazione energetica di componenti di impianto

Parte di queste attività potrà richiedere disegno CAD di particolari meccanici di Impianti e di Processi, Lavorazioni meccaniche di componenti di impianti e processi, Analisi di sensori / attuatori e progettazione e prototipazione di schede di controllo e relative lavorazioni meccaniche per l’inserimento di tali strumenti, Sintesi di catalizzatori / sorbenti per processi termochimici ed elettrochimici.

Il corso prevede una frequenza in laboratorio di alcune ore per alcuni giorni, da concordare con il docente; durante i giorni in laboratorio verranno fatte delle esperienze pratiche su macchinari e strumentazione per analisi. Le prove e i test dovranno poi essere supportate da report tecnici da consegnare poi in sede di esame.

Obiettivi didattici

Al termine di questo corso, lo studente sarà in grado di:

  • Conoscere e comprendere particolari di processi e impianti;
  • Misurare e valutare particolari di processi e impianti;
  • Sviluppare la capacità di analisi di un problema e di sintesi dei risultati;
  • Sviluppare la capacità di comunicazione del metodo sperimentale attraverso una relazione di laboratorio.

Prerequisiti

Al fine di comprendere e saper applicare la maggior parte delle tecniche descritte  è necessario aver sostenuto con successo gli esami di:

  • Fisica
  • Matematica
  • Chimica
  • Informatica
  • Elettrotecnica

Gli argomenti trattati nel corso richiedono di avere la capacità di:

  • Conoscere le leggi che governano i processi della meccanica e della termodinamica classica;
  • Conoscere le leggi che governano i processi della chimica;
  • Conoscere le leggi che governano i circuiti elettrici;
  • Conoscere i principali sistemi informatici

Quindi lo studente deve saper effettuare bilanci di massa e di energia relativamente ai differenti sistemi analizzati e comprendere i relativi strumenti di misura

Programma

lo studente che si iscrive svolgerà le seguenti esperienze di laboratorio:

  1. Determinazione della curva granulometrica tramite Setacciatura meccanica e granulometro  laser Malvern Mastersizer
  2. Determinazione del diametro di Sauter, utilizzo nel calcolo della velocità di minima fluidizzazione in reattori a letto fluidizzato
  • Seconda Esperienza: Preparazione di catalizzatori per lo steam reforming tramite tecniche di wet impregnation
  • Terza Esperienza: Test di gassificazione di biomasse in un reattore a letto fluidizzato senza condizionamento del gas:
    1. Sistema di controllo del test rig
    2. analisi del gas prodotto tramite gas cromatografia,
    3. Determinazione del gas prodotto
    4. campionamento di tar tramite norma UNI CEN/TS 15439
  • Quarta Esperienza: Test di gassificazione di biomasse  in un reattore a letto fluidizzato con condizionamento del gas utilizzando catalizzatori per lo steam reforming del syngas:
    1. Sistema di controllo del test rig
    2. analisi del gas prodotto tramite gas cromatografia,
    3. Determinazione del gas prodotto
    4. campionamento di tar tramite norma UNI CEN/TS 15439
  • Quinta Esperienza: Analisi qualitativa e quantitativa dei tar ottenuti dai test ai punti precedenti tramite Gas Cromatografia con Spettrometria di Massa, comparazione dei risultati
  • Sesta Esperienza: Utilizzo di modelli predittivi per la valutazione energetica del processo di gassificazione , gas cleaning e utilizzo energetico del gas prodotto, dimensionamento di componenti di impianto (scambiatori, reattori a letto fisso e fluidizzato…):
  • Libri di testo

    Dispense fornite dal docente.

    Criteri di valutazione

    Tutte le prove di verifica e autoverifica intermedie previste dai Corsi ed erogate in modalità distance learning sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuali. Le prove di verifica e autoverifica intermedie non sono obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d’esame, la quale deve essere svolta in presenza dello studente davanti ad apposita Commissione ai sensi dell’art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004.

    Modalità dell'esame finale

    Lo studente dovrà preparare e consegnare una relazione globale delle esperienze svolte.  Tale documentazione verrà poi discussa durante un esame orale. La prova ha una durata media di 30 minuti.

    Orario delle attività pratico-sperimentali

    Per la frequenza del laboratorio, che richiede la presenza dello studente, è necessario contattare preventivamente il Responsabile che si occuperà anche di redigere il piano delle esercitazioni con i docenti delle relative aree disciplinari.

    Sede Laboratorio: via Paolo Emilio 29

    Orario di apertura del laboratorio: dalle ore 10-18.00 (dal lunedì al venerdì)

    Sede Laboratorio di Ateneo: via Paolo Emilio 29: 

    Tel. 06-37725341 / 06-37725268

    Email: a.dicarlo@lab.unimarconi.it