2019/2020

2020/2021

DM270

ING-IND/03 (MECCANICA DEL VOLO)

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA

INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO

Territoriale

2°

Secondo Semestre (08/03/2021 - 14/06/2021)

3

23 ore di attività frontale

Italiano

SCRITTO E ORALE CONGIUNTI

ESPA PAOLO (titolare) - 3 CFU
CROCE ALESSANDRO - 3 CFU

Impianti Idroelettrici:
Si presuppone la conoscenza dei fondamenti di idraulica, idrologia e, possibilmente, delle macchine idrauliche

Impianti Eolici:
-

Il corso è suddiviso in due moduli indipendenti: Impianti Idroelettrici e Impianti Eolici. Tali moduli sono equivalenti in termini di ore di didattica frontale ed equipollenti ai fini della valutazione finale.

Impianti Idroelettrici:
Al termine del corso lo studente acquisirà le seguenti conoscenze: produzione di energia idroelettrica in Italia e nel mondo; principi basilari di funzionamento e di calcolo della produzione delle principali tipologie di impianto; impatto ambientale degli impianti idroelettrici (cenni); turbine idrauliche (cenni); opere di sbarramento (cenni).
Al termine del corso lo studente sarà inoltre in grado di applicare le conoscenze acquisite per effettuare: calcolo di massima della capacità di un serbatoio per differenti scenari gestionali e determinazione della regola di gestione per capacità assegnata; calcolo di massima della produttività di differenti tipologie di impianto (a serbatoio ad alta caduta, ad acqua fluente a bassa ed alta caduta); predimensionamento di una turbina idraulica (diametro della ruota e sua velocità di rotazione) per assegnate portata e salto, verifica a cavitazione di turbine a reazione.

Impianti Eolici:
Il corso vuole fornire una visione generale sugli impianti eolici e, più specificamente, sui generatori eolici. Si introdurranno i principi di funzionamento e si forniranno gli strumenti, per lo più teorici, necessari al dimensionamento delle parti che compongono l’impianto. Saranno anche trattati gli aspetti normativi e la convenienza economica della costruzione ed esercizio dell’impianto.

Impianti Idroelettrici:
Impianti idroelettrici e relativa produzione di energia in Italia e nel mondo; principi basilari di sfruttamento di un bacino idrografico ai fini della produzione di energia idroelettrica (con riferimento a uno specifico bacino imbrifero delle alpi lombarde); principi basilari di funzionamento e di calcolo della produzione delle principali tipologie di impianto (a serbatoio ad alta caduta, ad acqua fluente sia ad alta che a bassa caduta); impatto ambientale degli impianti idroelettrici (cenni); principi basilari di funzionamento delle turbine idrauliche (cenni); opere di sbarramento (cenni).

Impianti Eolici:
• Introduzione al corso: i sistemi eolici; la turbina eolica; i principali componenti di un aerogeneratore; HAWT e VAWT; definizione e significato del coefficiente di potenza.
• Principi di aerodinamica: definizione di forze e momenti aerodinamici; teorema di Buckingham; coefficienti di forza aerodinamici; numero di Reynolds e di Mach; profili aerodinamici; portanza, resistenza, momento aerodinamico; aerodinamica 3D.
• Aerodinamica del rotore: triangoli di velocità; teoria del disco attuatore, limite di Betz; teoria impulsiva assiale; teoria impulsiva vorticosa; teoria degli elementi di pala; aerodinamica di aerogeneratori ad asse verticale.
• Vento: definizione; misure; medie; turbolenza; probabilità e modelli matematici.
• Controllo di aerogeneratori: motivazione e classificazione dei sistemi di controllo; controlli attivi e passivi; controllo in imbardata.
• Elementi di calcolo strutturale: carichi agenti su un aerogeneratore; frequenze proprie e modi di vibrare; diagramma di Campbell; progetto di una pala eolica.

Impianti Idroelettrici:
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula. Esercizi tipo forniti dal docente da risolvere mediante utilizzo di fogli di calcolo.

Impianti Eolici:
Lezioni frontali

Impianti Idroelettrici:
Dispense, esercizi, siti internet di interesse, titoli di articoli scientifici per effettuare ulteriori approfondimenti sono distribuiti dal docente per posta elettronica.

Impianti Eolici:
Bibliografia di base:
• Rodolfo Pallabazzer , “Sistemi Eolici”, Ed. Rubettino, 2004 ISBN 978-8849810677
oppure
• Rodolfo Pallabazzer , “Sistemi di Conversione Eolica”, Ed. Hoepli, 2011 ISBN 978-8820347864
Bibliografia di consultazione (su specifici argomenti):
• Martin O. L. Hansen, “Aerodynamics of Wind Turbines” , Earthscan Publications Ltd., January 2001, ISBN 978-1902916064.
• J. F. Manwell, J. G. McGowan, A. L. Rogers, “Wind Energy Explained: Theory, Design and Application”, John Wiley & Sons, Ltd, April 2002, ISBN 978-0471499725.
• D.M. Eggleston, F.S. Stoddard, “Wind turbine engineering design”, Van Nostrand Reinhold, 1987, ISBN: 978-0442221959
Per tutte le lezioni verranno forniti i lucidi relativi agli argomenti trattati durante il corso.

Impianti Idroelettrici:
Prova orale della durata di circa mezz’ora, con discussione delle esercitazioni e delle eventuali ricerche supplementari svolte dal candidato (è sollecitato al riguardo il lavoro di gruppo).

Impianti Eolici:
Esame scritto. Un orale potrà essere richiesto dal docente per una ulteriore valutazione, a seguito dello scritto.

Impianti Idroelettrici:
Ricevimento presso lo studio del docente, su appuntamento da richiedersi via posta elettronica a:
paolo.espa@unipv.it

Impianti Eolici:
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