UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE _______________________________________________ Facoltà di...
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE_______________________________________________
Facoltà di IngegneriaCorso di Laurea in Ingegneria MeccanicaDipartimento di Energetica e Macchine
Tesi di Laurea
STUDIO DI UN IMPIANTO A TORRE SOLARE
RelatoreProf. Giulio Croce
Correlatore
Ing. Fabrizio Mattiello
LaureandoEnrico Pitton
__________________________________________________Anno Accademico 2006/2007
Costruzione di un impianto dimostrativo a torre solare presso l’Istituto Tecnico
Industriale “J.C.Maxwell”
Collaborazione col CRF Centro Ricerche FIAT Torino
Consulenza scientifica presso l’Università di Udine mediante sviluppo di tesi
Principio di funzionamento
OBIETTIVO: Costruzione di un modello parametricoModello semplificato: - no attriti - no dispersioni termiche (condizioni ottime)
Schema di impianto con torre cilindrica
Stima dell’ordine di grandezza di potenza, velocità dell’aria, rendimento
Velocità dell’aria nel camino
Potenza convertibile
Rendimento
13
22
01
3
tpt r
R
Tc
gHGc
0
22
3
2
Tc
GrRgHP
p
tutile
03
2
Tc
gH
p
Misure Istituto Maxwell Valori ottenuti dal modello
s
mct 74,2
WPutile 85,4
%01,0mrt 25,0
)81(3,354 11 CtKT
mR 5
mH 5
TAD torre divergente incremento della potenza
2
32
2
1,
,
r
rP
P
CILutile
DIVutileRapporto dei raggi Incremento di potenza
21
2 r
r
31
2 r
r
%33
%42
Perfezionamento del modello attriti fluidodinamici
Velocità dell’aria nel camino
Potenza convertibile
Diminuzione del 10% di potenza rispetto al caso ideale
Rrh
fr
r
fHTc
r
RgHG
c
t
t
tp
t
t11
2
23
12
3
4
01
2
3
Rrh
fr
r
fHTc
rRgHGP
t
t
tp
tutile
11
2
23
2
3
4
0
22
Perfezionamento del modello dispersioni termiche
31
2 r
r
Temperatura base torre [K]
Torre cilindrica 352,7
Torre divergente 316,6
Velocità base torre [m/s]
Velocità sommità torre [m/s]
Potenza [W]
Torre cilindrica 2,62 2,62 4,27
Torre divergente 6,1 0,7 5,91
31
2 r
r
Perfezionamento del modello camino captante
Incremento di potenza minore dell’1%
Perfezionamento del modello raggio ottimo
Raggio ottimo [m] Potenza massima[W]
Torre cilindrica 0,6 4,46
Torre divergente 0,3 6,10
Validazione del modello riscontro nei prototipi
Fiat Manzanares Enviro
Valori sperimentali o
di progetto
Velocità [m/s] --- 12 15 – 20
Temperatura in uscita [K]
317 (superficie esterna)
323 350
Potenza [W] --- 50 200 106
Valori del modello
Velocità [m/s] 1,5 10,2 25
Temperatura in uscita [K]
347(superficie esterna)
329 376
Potenza [W] 0,007 100 250 106
Validazione del modello riscontro nei prototipi
Discrepanze dell’ordine del 20% dovute a:- η<1 - Perdite all’alternatore- Effetti d’imbocco - Vento - Perdite per irraggiamento
Fiat Manzanares Enviro
Valori sperimentali o
di progetto
Velocità [m/s] --- 12 15 – 20
Temperatura in uscita [K]
317 (superficie esterna)
323 350
Potenza [W] --- 50 200 106
Valori del modello
Velocità [m/s] 1,5 10,2 25
Temperatura in uscita [K]
347(superficie esterna)
329 376
Potenza [W] 0,007 100 250 106
Impianto Istituto Maxwell:
• utilizzo didattico-dimostrativo• modello in scala
Campi di sviluppo:
• calcolo CFD• recupero delle potenza termica (ciclo chiuso)