Obiettivi Formativi

L’obiettivo del Corso è di fornire agli studenti della Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica le seguenti conoscenze e competenze: - conoscenze approfondite sulle fonti energetiche convenzionali e rinnovabili; - conoscenze approfondite circa il funzionamento e la gestione dei sistemi avanzati di generazione dell’energia per l’industria; - conoscenze approfondite sull’oleodinamica e sulla pneumatica e sul trasporto idraulico e pneumatico della potenza; - conoscenze approfondite sui sistemi generazione e di accumulo dell’idrogeno; - conoscenze approfondite sul management dell’energia nelle imprese. - saper progettare e gestire sistemi energetici innovativi per l’industria 4.0 e la Fabbrica Intelligente; - saper implementare un sistema avanzato di gestione dell’energia per l’Industria 4.0 e la Fabbrica Intelligente; - saper implementare, ottimizzare e gestire i sistemi di trasporto di potenza mediante trasmissioni oleodinamiche/pneumatiche; - padroneggiare sistemi di calcolo avanzato per l’integrazione di strumenti di simulazione nella progettazione e gestione dei sistemi energetici. Gli studenti acquisiscono conoscenze tali da consentire di: - effettuare scelte progettuali e gestionali consapevoli, mediante applicazioni pratiche, effettuate in autonomia e/o in team, nonché con esperienze in laboratorio individuali e di gruppo; - elaborare report sintetici ed esaustivi espressi in un linguaggio tecnico/scientifico adeguato. Ciò consente agli studenti: - di acquisire un linguaggio tecnico appropriato; - di acquisire il rigore metodologico, nonché della capacità di lavorare in gruppi di lavoro; - di sviluppare le capacità di apprendimento che consentano di continuare a studiare in modo autodiretto e/o autonomo.

Learning Goals

The course aims to provide Mechanical Engineering MS students with the following knowledge and skills: - in-depth knowledge of conventional and renewable energy sources; - in-depth knowledge about the operation and management of advanced energy generation systems for industry; - in-depth knowledge of hydraulics and pneumatics and hydraulic and pneumatic power transport; - in-depth knowledge of hydrogen generation and storage systems; - in-depth knowledge on energy management in companies. - knowing how to design and manage innovative energy systems for industry 4.0 and the Smart Factory; - knowing how to implement an advanced energy management system for Industry 4.0 and the Smart Factory; - knowing how to implement, optimize and manage power transport systems through hydraulic/pneumatic transmissions; - master advanced calculation systems for the integration of simulation tools in the design and management of energy systems. Students acquire knowledge that allows them to: - make conscious design and management choices, through practical applications, carried out independently and/or in teams, as well as with individual and group laboratory experiences; - elaborate synthetic and exhaustive reports expressed in an adequate technical/scientific language. This allows students to: - to acquire an appropriate technical language; - to acquire methodological rigor, as well as the ability to work in work groups; - to develop learning skills that allow you to continue studying in a manner self-directed and / or autonomous.

Metodi didattici

Per raggiungere gli obiettivi formativi prefissati, gli argomenti saranno affrontati mediante lezioni frontali coadiuvate da esercitazioni in aula e laboratorio. Inoltre, saranno affrontate tematiche di progettazione attraverso esercitazioni progettuali guidate svolte dagli studenti in gruppi di lavoro, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. In questa fase sarà fornito un paradigma di progettazione che affianca alle conoscenze teoriche e pratiche l’utilizzo di strumenti di calcolo avanzati. Nell’ambito dell’insegnamento saranno proposti seminari sulle tematiche del corso, tenuti da esperti del mondo del lavoro con la finalità di integrare le conoscenze teoriche e pratiche con quelle derivanti da applicazioni aziendali. Infine, saranno effettuate visite didattiche presso aziende per far meglio conoscere agli studenti il modo del lavoro. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.

Teaching Methods

In order to achieve training goals, the topics will be addressed through lectures supported by guided exercises and laboratory experiences. In addition, design issues will be addressed through guided design exercises carried out by students in working groups, with the aim of stimulating an autonomous and critical approach to problems solving. As part of the Machine Design teaching, seminars will be offered on the topics of the course held by experts from the world of work with the aim of integrating theoretical and practical knowledge with those deriving from business applications. Finally, educational visits will be carried out to companies to make students better know the way of working. All activities are carried out with the support of lecture slides.

Prerequisiti

È richiesta la conoscenza di nozioni base di chimica e fisica, dei principi di funzionamento delle macchine a fluido, e della modellazione geometrica.

Prerequisites

Knowledge of basis chemistry and physics is required, as well as the principles of operation of fluid machines, and geometric modeling methods.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale incentrata sugli argomenti trattati durante il corso e sui progetti effettuati. Essa ha il duplice scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa e le proprietà di linguaggio scientifico e indi valutare le facoltà logico-deduttive acquisite dallo studente. Il voto finale è espresso in trentesimi.

Assessment

The exam consists of an oral test, focused on the topics covered during the course and on the design procedures. It has the dual purpose of verifying the level of knowledge and understanding of the course contents and to evaluate the autonomy of judgment, the learning ability, the communicative ability and the properties of scientific language and then evaluate the logical-deductive faculties acquired by the student. The final grade is expressed out of thirty.

Programma del Corso

-FONTI ENERGETICHE: fonti di energia primaria; fonti di energia secondaria; vettori energetici; produzione e usi dell’idrogeno; fonti di energia rinnovabili; tecnologie per la generazione di energia da fonti rinnovabili; criteri di progettazione di impianti solari e solari termodinamici; criteri di progettazione di sistemi energetici per la raccolta delle fonti rinnovabili; criteri di progettazione di impianti mini-idraulici. -SISTEMI ENERGETICI: Produzione e uso dell’energia; tecnologie energetiche convenzionali e innovative; modello energetico globale e locale; modelli energetici per le industrie; Carbon Emission Trade Scheme. -SISTEMA DI GESTIONE DELL’ENERGIA: diagnosi energetica, normativa ISO 500001; bilanci energetici; analisi economica dei sistemi energetici. -COGENERAZIONE E TRIGENERAZIONE: Produzione combinata dei vettori energetici. Criteri di progettazione di sistemi cogenerativi e trigenerativi; CAR e certificati bianchi. Trigenerazione. Bilancio energetico. Cicli aperti e combinati. Teleriscaldamento. Valorizzazione energetica delle biomasse. -SISTEMI OLEODINAMICI E PNEUMATICI: richiami di meccanica dei fluidi; classificazione degli impianti oleodinamici e pneumatici; componenti degli impianti oleodinamici; componenti degli impianti pneumatici; sistemi oleodinamici e pneumatici; criteri di progettazione di sistemi oleodinamici; criteri di progettazione di sistemi pneumatici; simulazione zero-dimensionale e mono-dimensionale di impianti oleodinamici e pneumatici; criteri di ottimizzazione degli impanti oleodinamici e pneumatici; sistemi di controllo di sistemi oleodinamici e pneumatici.

Course Syllabus

- ENERGY SOURCES: primary energy sources; secondary energy sources; energy carriers; production and uses of hydrogen; renewable energy sources; technologies for the generation of energy from renewable sources; design criteria for solar and thermodynamic solar systems; criteria for the design of energy systems for the collection of renewable sources; design criteria for mini hydraulic systems. - ENERGY SYSTEMS: Production and use of energy; conventional and innovative energy technologies; global and local energy models; energy models for industries; Carbon Emission Trade Scheme. - ENERGY MANAGEMENT SYSTEM: energy audit, ISO 500001 standard; energy balances; economic analysis of energy systems. -COGENERATION AND TRIGENERATION: Combined production of energy carriers. Design criteria for cogeneration and trigeneration systems; CAR and white certificates. Trigeneration. Energy balance. Open and combined cycles. District heating. Energy enhancement of biomass. - HYDRAULIC AND PNEUMATIC SYSTEMS: references to fluid mechanics; classification of hydraulic and pneumatic systems; components of hydraulic systems; pneumatic system components; hydraulic and pneumatic systems; design criteria for hydraulic systems; design criteria for pneumatic systems; zero-dimensional and one-dimensional simulation of hydraulic and pneumatic systems; optimization criteria of hydraulic and pneumatic systems; control system of hydraulic and pneumatic systems