Università degli Studi di Salerno DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA

Università degli Studi di Salerno
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA MECCANICA
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ATTIVI T À DI RICERCA DEL GRUP PO MACCHINE E SISTEM I ENERG ETICI
Il settore studia i sistemi destinati alla conversione dell'energia nelle sue varie forme: dalle centrali termoelettriche alimentate
da combustibili fossili, alle centrali idroelettriche ed elettronucleari, alla cogenerazione nei settori industriale, terziario e
residenziale, alle tecnologie rivolte alla trasformazione delle energie rinnovabili, ai motori a combustione interna per trazione
(solare, eolica, biomasse, rifiuti solidi urbani e rifiuti industriali), all'utilizzo dell'energia geotermica, alle centrali termiche e
frigorifere, ai processi di trasporto e di accumulo dell'energia, alle varie forme di conversione diretta dell'energia. I sistemi
energetici e le macchine che li compongono sono studiati con riferimento alle problematiche termodinamiche,
fluidodinamiche, tecnologiche, ambientali, di sicurezza, di diagnostica e di controllo. Il settore studia, altresì, l'impatto
ambientale dei sistemi energetici e le tecnologie rivolte al suo contenimento.
GRUPPO DI RICERCA PRESSO L’UNIVERSITA’ DI SALERNO
Ivan Arsie, Cesare Pianese, Gianfranco Rizzo, Marco Sorrentino
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Dottori di ricerca: Alfonso Di Domenico, Vincenzo Marano
Dottorandi: Silvana Di Iorio, Angelo Esposito, Raffaele Di Martino
MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA
Apparato sperimentale:
• Sala prova motori, banco a correnti parassite a controllo elettronico (AVL Puma open) per la gestione in automatico
di mappature e transitori dinamici.
• Sistemi di misura
o Misura della pressione in camera e nei condotti di aspirazione e scarico (AVL Indicating).
o Misura del rapporto di miscela allo scarico (ETAS).
o Acquisizione dati sensori ed attuatori (DAQ cards ed Interfaccia in LabView EDAT by Unisa).
o Anemometro a filo caldo Hartmann & Brown
o Bilancia gravimetrica AVL.
o Banco di analisi gas di scarico (ABB) con due linee di misura per HC, CO, NOx, CO2, O2.
o Misuratore di nanoparticelle allo scarico dei motori SMPS (PMmin = 3nm).
o Misuratore veloce di NOx (Cambustion) con tempo di risposta di 2ms.
• Controllo motore e sviluppo strategie
o Fullpass ECU per sviluppo strategie di controllo (dSPACE MicroAutobox).
o Simulatore HIL dSPACE.
Ricerche di tipo metodologico
• Modelli dinamici del motore e del powertrain (SI, CI)
• Struttura gerarchica di modelli per la simulazione del motore (SI,CI).
• Integrazione modelli (1-D, fenomenologici) (SI).
• Ottimizzazione Steady-state e dinamica delle strategie di controllo (SI,CI).
• Applicazioni delle reti neurali per la modellistica steady-state (mappatura) (SI,CI).
• Reti neurali dinamiche per sensoristica virtuale, controllo e diagnostica (SI).
• Modelli non stazionari della portata d’aria ad approccio quasi propagatorio per simulazione e controllo (SI).
Ricerche su temi applicativi specifici
• Modelli fenomenologici multi/singola-zona per:
o Combustione MCI Otto e simulazione delle emissioni (HC, CO, NOx);
o Combustione MCI Diesel Common Rail Multi Iniettata e simulazione (NOx e soot).
• Integrazione di sensori virtuali in strategie di controllo AFR in feedback (reti dinamiche, filtri di Kalman, sliding
mode) (SI).
• Uso dell’etanolo nei MCI a ciclo Otto.
• Controllo EGR e VVT (SI,CI).
• Caratterizzazione sperimentale del particolato allo scarico dei motori (SI).
• Metodologie di manutenzione predittiva per una flotta di vetture (Progetto PIA).
• Produzione di Bio-Diesel da rifiuti per uso cogenerativo (Convenzione con ASER)
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CELLE A COMBUSTIBILE
Apparato sperimentale:
• Un sistema di celle PEM da 5kW completo di alimentazione ed elettronica di controllo.
• Uno stack di celle PEM (pmax 3 bar) da 5kW.
• Stazione di prova:
o carico elettronico digitale (H&H).
o misuratori di portata aria e idrogeno digitali (Brooks).
o adduzione e controllo dei fluidi aria, idrogeno, acqua di raffreddamento.
Ricerche di tipo metodologico
• Struttura gerarchica di modelli per la simulazione di stack Solid Oxide (SO)
• Integrazione modelli (1-D, elettrochimici) (SO).
• Modellistica per il controllo e per HIL.
Ricerche su temi applicativi specifici
• Veicoli ibridi con celle PEM:
o strutturazione multi-livello delle strategie di controllo;
o ottimizzazione delle strategie di controllo.
• Analisi ed ottimizzazione energetica dei sistemi di alimentazione dell’aria per celle PEM.
• Ottimizzazione e controllo delle prestazioni di celle SO.
• Sistemi APU per applicazioni ferroviarie e marittime.
• Controllo ottimizzato di sistemi di generazione stazionaria in-house.
• Gestione ottimale delle celle a combustibile per reti elettriche multi-source.
• Progettazione e realizzazione di celle PEM per analisi fluidodinamica, termica ed umidificazione.
VEICOLI IBRIDI E IBRIDI SOLARI
Apparato sperimentale:
• È in fase di avanzata realizzazione un prototipo di veicolo ibrido solare a struttura serie
(www.dimec.unisa.it/Leonardo).
Ricerche di tipo metodologico
• Strategie di controllo multi-livello per la gestione ottimale dei flussi energetici on-board.
• Applicazioni di tecniche di controllo Fuzzy per lo sviluppo delle strategie di controllo.
• Predizione della coppia richiesta mediante reti neurali.
Ricerche su temi applicativi specifici
• Modellistica del powertrain e dei sottosistemi (motore, batterie, macchina elettrica)
• Ottimizzazione delle strategie di controllo per veicoli ibridi paralleli.
COGENERAZIONE
•
Modelli tecnico-economici per il progetto ottimizzato di impianti cogenerativi con turbine a vapore e motori
alternativi.
ENERGIA EOLICA
•
Modelli di progetto ottimizzato e controllo di impianti eolici con sistemi di accumulo pneumatico (CAES).
COLLABORAZIONI
Collaborazioni, progetti e contratti di ricerca con UE, MIUR/PRIN, Lombardini, Automobile Club, Cesarmeccanica,
ELASIS, ASER, Magneti Marelli, DIIIE Università di Salerno, DIES Università di Catania, Ohio State University, Clemson
University, Istanbul Technical University, Université de Haute Alsace, BUTE - Budapest, University of Galati.
WEB
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