Pinelli 2010-13 - Dipartimento di Ingegneria

CURRICULUM DELL'ATTIVITA' DIDATTICA E SCIENTIFICA
PER IL TRIENNIO 2011-2013
PROF. MICHELE PINELLI
DATI ANAGRAFICI E CURRICULUM STUDIORUM
Luogo e data di nascita:
Residenza:
Recapiti telefonici/fax
Indirizzo e-mail
Bologna, 16 dicembre 1970
via Mellone 25, 44100, Ferrara
0532 – 974889 (tel.) - 0532 – 974870 (fax)
[email protected]
LAUREATO IN INGEGNERIA MECCANICA presso la Facoltà di Ingegneria
dell’Università degli Studi di Bologna, in data 19 marzo 1997, discutendo una tesi dal
titolo “Analisi numerica di flussi tridimensionali in condotti stazionari di
turbomacchine”. Abilitato alla professione di Ingegnere nel maggio dello stesso anno.
DOTTORE DI RICERCA presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli Studi di
Bologna, in data 18 febbraio 2001, discutendo una tesi dal titolo “Analisi numerica di
sistemi in cambiamento di fase solido-liquido per l’accumulo di energia”.
RICERCATORE UNIVERSITARIO presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università degli
Studi di Ferrara, SSD ING-IND/09 "Sistemi per l'Energia e l'Ambiente” (maggio
1999-maggio 2002). RICERCATORE UNIVERSITARIO CONFERMATO a partire dal 1
maggio 2002 a seguito della valutazione positiva della Commissione di conferma.
PROFESSORE ASSOCIATO presso la Facoltà di Ingegneria Industriale, SSD INGIND/08 “Macchine a Fluido”, dal 31 dicembre 2010.
Abilitato alla funzione di Professore Universitario di Prima Fascia per il SC 09/C1 a
decorrere dal 21/01/2014 con giudizio complessivo di “eccellente”.
ATTIVITÀ DIDATTICA
Titolarità di corsi - Laurea
Titolare del corso di TECNICHE DI MISURA per il corso di Laurea in
Ingegneria Meccanica (Indirizzo Industriale ed Indirizzo Materiali)
presso la sede di Ferrara..
Titolarità di corsi – Laurea Magistrale
Titolare del corso di PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DELLE
MACCHINE per il corso di Laurea Magistrale in Ingegneria
Meccanica, indirizzo Industriale.
1
Titolare del corso di PROGETTAZIONE
FLUIDODINAMICA DELLE
MACCHINE E DEI SISTEMI DI COMBUSTIONE (B) per il corso di Laurea
Magistrale in Ingegneria Meccanica, indirizzo TecnologicoGestionale.
Oltre ai propri insegnamenti, membro delle commissioni d'esame dei corsi di MACCHINE,
SISTEMI ENERGETICI, TURBOMACCHINE
Relatore e correlatore di più di 30 tesi di laurea presso la FACOLTÀ DI INGEGNERIA DI
FERRARA (Lauree in Ingegneria Meccanica e Ingegneria dei Materiali, Laura Magistrale in
Ingegneria Meccanica ed Ingegneria dei Materiali, Laurea in Ingegneria Informatica e
dell'Automazione).
Correlatore di tesi presso la FACOLTÀ DI INGEGNERIA DI BOLOGNA (Laurea in Ingegneria
Meccanica).
Correlatore di tesi presso la FACOLTÀ
Meccanica).
DI INGEGNERIA DI
PADOVA (Laurea in Ingegneria
Relatore di 3 tesi di laurea presso la BRUNEL UNIVERSITY DI LONDRA (UK).
ALTRE ATTIVITA’ DIDATTICHE
2013
Responsabile e docente all’interno delle attività relative al Progetto Cometa
(Corsi
d’Orientamento-Moduli
di
Eccellenza
e
Trasversali
Approfondimenti) che nasce su iniziativa del MIUR per promuovere
l'eccellenza mediante programmi collaborativi di continuità tra gli Istituti di
Istruzione Superiore e l'Università per favorire l’orientamento negli ultimi
due anni d’istruzione superiore.
2012
Lezione “L'energia dai rifiuti. Riduco, riuso, riciclo e....” all'interno
dell'iniziativa Unijunior, Ferrara 10/03/2012
2011
Collaborazione con la FONDAZIONE MARINO GOLINELLI di Bologna
nell’ambito delle attività di “Un Pozzo di Scienza”, iniziativa annuale di
divulgazione scientifica finanziata da Hera S.p.A. Tra queste attività, oltre
allo svolgimento di numerose conferenze, si è effettuata l’ideazione e lo
sviluppo di una simulazione di un progetto di un piano energetico
regionale.
2011
Tutor universitario per il Master PlayEnergy rivolto alle scuole superiori,
organizzato da ENEL S.P.A.
2
PROGETTI DI RICERCA, CONTRATTI, COLLABORAZIONI
RESPONSABILITA’ DELLE ATTIVITÀ DI GESTIONE E COORDINAMENTO DEL
LABORATORIO PER IL TRASFERIMENTO TECNOLOGICO DEL TECNOPOLO MECHLAV DI
FERRARA, SEDE DI CENTO
Durante il triennio 2011-2013, il candidato afferisce come membro al Tecnopolo
MechLav di Ferrara (laboratorio per il trasferimento tecnologico della Rete Alta
Tecnologia Emilia Romagna - Piattaforma Meccanica Materiali) ed è Responsabile
delle attività dell’area Macchine a Fluido e Sistemi Energetici per il Laboratorio di
Cento del Tecnopolo MechLav.
Il progetto Tecnopolo è un progetto della Regione Emilia-Romagna per favorire la
ricerca industriale, lo sviluppo sperimentale e il trasferimento tecnologico che
coinvolge le Università, gli enti di ricerca e le Istituzioni locali. Gli obiettivi del
programma sono il sostegno della domanda di ricerca, la promozione dell'offerta di
ricerca e la creazione di nuove imprese.
Nelle sue mansioni di afferente al Tecnopolo MechLav, il candidato:
• è Coordinatore Organizzativo, con il compito di coadiuvare il Responsabile
Scientifico Prof. Giorgio Dalpiaz su aspetti organizzativi e gestionali;
• è Responsabile Commerciale e Marketing, rappresentando il primo contatto tra
Aziende e Tecnopolo con il compito di tradurre la richiesta di ricerca da parte
aziendale in un primo piano operativo e di individuare all’interno del Tecnopolo (o
dell’intero Dipartimento di Ingegneria) le competenze necessarie allo svolgimento
dell’attività stessa.
Nelle sue mansioni di Responsabile delle attività dell’area Macchine a Fluido e
Sistemi Energetici per il Laboratorio di Cento del Tecnopolo MechLav, il candidato:
• gestisce una sede dedicata (costituita da circa 1000 m2 tra uffici, aule didattiche,
laboratori leggeri) situata presso il terzo piano dello stabile del Liceo Cevolani di
Cento. La sede è stata messa a disposizione in comodato gratuito per 5 anni dalla
Fondazione Cassa di Risparmio di Cento;
• è responsabile di una convenzione stipulata con la stessa Fondazione Cassa di
Risparmio di Cento per il sostegno delle attività di trasferimento tecnologico del
valore complessivo di 630 k€;
• è responsabile scientifico di 5 Assegnisti di Ricerca nel settore scientifico
disciplinare ING-IND/08 afferenti al Tecnopolo di Ferrara MechLav;
• è membro dei Comitati di Gestione della sede di Cento, in particolare del Comitato
di Coordinamento (che coordina le politiche del laboratorio, composto da 4
rappresentanti del mondo industriale centese e da 2 professori universitari), e del
Consiglio Tecnico-Scientifico di Indirizzo (che individua i temi di ricerca di
interesse delle aziende, composto da responsabili R&D di circa 15 aziende/enti).
3
RESPONSABILITA’ DI PROGETTI DI RICERCA INDUSTRIALE
Parallelamente all’attività di ricerca scientifica di base, il candidato è stato
Responsabile scientifico di numerose contratti e convenzioni di ricerca applicata in
collaborazione con industrie e centri di ricerca, all’interno:
•
delle attività legate al Laboratorio del Tecnopolo MechLav;
•
della ricaduta delle attività di ricerca condotte dal 2000 ad oggi;
•
delle attività svolte in collaborazione con il Consorzio Ferrara Ricerche,
organizzazione non-profit, a partecipazione pubblica e privata, i cui obiettivi
principali sono la promozione, lo sviluppo e la valorizzazione delle risorse
umane, scientifiche, tecnologiche ed economiche del territorio ferrarese
supportando e promuovendo la ricerca, l’innovazione e il trasferimento
tecnologico, il cui presidente è, per statuto, il Rettore dell’Università degli
Studi di Ferrara o un suo delegato.
Durante il triennio, il candidato è o è stato responsabile di 20 contratti e convenzioni
di ricerca (elencati nel seguito) nel settore delle Macchine a Fluido e dei Sistemi per
l’Energia e l’Ambiente.
Progetti derivanti da rapporti con le imprese
2011-2012
Progetto di ricerca “DETERMINAZIONE DELLE INCERTEZZE DELLE
CATENE DI MISURA DEI CIRCUITI DI PROVA PER CALDAIE A BASAMENTO”
in collaborazione con la Thermital (Riello Group) di Piombino Dese
(PD).
2011
Progetto di ricerca “STUDIO
DI UNA VAPORIERA AD ALIMENTAZIONE
ELETTRICA PER LA COTTURA IN FORNI FISSI” in collaborazione con
Mondial Forni di Verona (VR) (Tecnopolo MechLav)
2011
Progetto di ricerca “STATO DELL'ARTE DELLE TECNOLOGIE AVANZATE IN
CAMPO MECCANICO ED INFORMATICO E PROSPETTIVE DI SVILUPPO DEL
MERCATO”
in collaborazione con Centoform di Cento (FE)
(Tecnopolo MechLav)
2011
Progetto di ricerca “SVILUPPO DI
CONTROLLO E L'ACQUISIZIONE DATI
PROGRAMMI LABVIEW PER IL
PER CALDAIE E BRUCIATORI;
VERIFICA E PROGETTO STRUTTURALE DI UNA VOLUTA PER VENTILATORI
PER BRUCIATORI AD ELEVATA POTENZA”
di Cento (FE)
2011
in collaborazione con Baltur
(Tecnopolo MechLav)
Progetto di ricerca “STUDIO
FLUIDODINAMICO DI COMPONENTI DI UN
SISTEMA PER IL CONTROLLO DELL’EFFICIENZA DI VALVOLE PER
INALATORI” in collaborazione con Logomat di Bologna, ammesso alle
sovvenzioni previste dalla Asse 1 del POR FESR 2007-2013 e Misura
3.1 azione A del PRRIITT.
2011
Progetto di ricerca “STUDIO AVENTE PER OGGETTO LA VALUTAZIONE DI
CONFIGURAZIONI IMPIANTISTICHE INNOVATIVE PER L'INIEZIONE DIRETTA
4
GPL LIQUIDO IN MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA” in
collaborazione con Tartarini Auto di Castemaggiore (BO)
(Tecnopolo MechLav)
DI
2011-2012
Progetto di ricerca “STUDIO DI FATTIBILITÀ
BIOCARBURANTI NEL TRASPORTO PUBBLICO." in
PER
IMPIEGO
DI
collaborazione con
AMI Agenzia Mobilità Ferrara di Ferrara
2011-2013
Progetto di ricerca “SVILUPPO
DI UN PROGRAMMA LABVIEW PER IL
CONTROLLO E ACQUISIZIONE DATI DI UN BANCO PROVA PER IMPIANTI
SOLARI TERMICI” in collaborazione con Turco Group di Bovolone
(VR) (Tecnopolo MechLav)
2011-2013
Progetto di ricerca “STUDIO TERMOFLUIDODINAMICO DI COMPONENTI DI
FORNI PER LA PANIFICAZIONE” in collaborazione con Mondial Forni di
Verona (VR) (Tecnopolo MechLav)
2011-2013
E
SIMULAZIONE
Progetti
di
ricerca
“MODELLIZZAZIONE
FLUIDODINAMICA DI SISTEMI SLUG CATCHER” e “STUDIO DI SOLUZIONI
EFFICIENTI ED ECO-SOSTENIBILI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA NEL
in collaborazione con
Engineering di Badia Polesine (RO) (Tecnopolo MechLav)
SETTORE
CIVILE-RESIDENZIALE”
Bellelli
2011-2013
Progetto di ricerca “SVILUPPO DI UN PROGRAMMA LABVIEW PER IL
CONTROLLO E L'ACQUISIZIONE DATI DI UN INSEGUITORE SOLARE” in
collaborazione con Shap Technology di Roma (Tecnopolo MechLav)
2011-2013
Progetto di ricerca “SVILUPPO DI UN PROGRAMMA LABVIEW PER IL
CONTROLLO E L’ACQUISIZIONE DATI DELL’IMPIANTO SOLBIOPOLYSY”
in collaborazione con Shap Technology di Roma (Tecnopolo
MechLav)
2011-2013
Progetto di ricerca “SVILUPPO DI UN PROGRAMMA LABVIEW PER IL
CONTROLLO E L’ACQUISIZIONE DATI DELL’IMPIANTO UPP-SOL” in
collaborazione con Shap Technology di Roma (Tecnopolo MechLav)
2012-2013
Progetto di ricerca “STUDIO TERMOFLUIDODINAMICO DI COMPONENTI DI
FORNI PER LA PANIFICAZIONE” in collaborazione con Mondial Forni di
Verona (VR) (Tecnopolo MechLav)
2012-2013
Progetto di ricerca “STUDIO FLUIDODINAMICO DI MACCHINE PER
L'INDUSTRIA FARMACEUTICA” in collaborazione con IMA SpA di
Ozzano per l'Emilia (BO) (Tecnopolo MechLav)
2012-2013
Progetto
di
ricerca
“ANALISI
E VERIFICA FLUIDODINAMICOPROGETTUALE DI UN VENTILATORE A STADIO SINGOLO PER PRODUZIONE
NEVE” in collaborazione con Fieni srl di Altedo (BO) (Tecnopolo
MechLav)
2012-2013
Progetto di ricerca “UPGRADE
E VERIFICA DI UNA GIRANTE PER
CONCENTRATO DI POMODORO” in collaborazione
Rossi&Catelli di Parma (Tecnopolo MechLav)
5
con
CFT
2013
Progetto di ricerca “PROGETTAZIONE ED ANALISI FLUIDODINAMICA DI
VENTILATORI CENTRIFUGHI” in collaborazione con MZ Aspiratori Srl
di Budrio (BO) (Consorzio Ferrara Ricerche).
2013
Progetto di ricerca “PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DI UN
VENTILATORE CENTRIFUGO” in collaborazione con FM Ventilatori Srl
di Carpi (MO)
RESPONSABILITA’ DI PROGRAMMI DI RICERCA NAZIONALI
Responsabilità di progetti con Enti di ricerca attraverso finanziamenti nazionali
(Ricerca di Sistema)
2011-2013
Responsabile delle attività di ricerca relative nell’ambito del Progetto
“VALUTAZIONE ED UTILIZZAZIONE DEI BIOCOMBUSTIBILI OTTENUTI DA
RESIDUI O SCARTI AGRICOLI DI SCARSO VALORE INTRINSECO E DI ALGHE
PER L’APPLICAZIONE IN IMPIANTI DI COGENERAZIONE BASATI SU
MICROTURBINE” all’interno dell’Accordo di Programma del Piano
Triennale della Ricerca di Sistema e Piano Operativo Annuale per le
attività di Ricerca e Sviluppo di Interesse Generale per il Sistema
Elettrico Nazionale, in collaborazione con il CNR –DET Istituto
Motori di Napoli
PARTECIPAZIONI A PROGRAMMI DI RICERCA
Come componente del gruppo di ricerca coordinato dal Prof. Pier Ruggero Spina, il
candidato ha collaborato a numerose altre attività di ricerca finanziate
COLLEGAMENTI
INTERNAZIONALE
CON
IL
MONDO
SCIENTIFICO
2011
Responsabile scientifico delle attività di collaborazione con la
SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY DI SHANGHAI (Cina). per lo studio
delle applicazioni cogenerative sul GEL (Green Energy Laboratory) di
Shanghai. Su questo argomento, è stato assegnatario di un
finanziamento competitivo attraverso il bando dell’Ateneo di Ferrara
“Iniziative di internazionalizzazione”. Inoltre, ha coordinato le attività
della permanenza di uno studente di Dottorato di Ricerca e di un
laureando che hanno svolto un periodo di permanenza di 6 mesi presso
la stessa Università.
2011-2013
Responsabile scientifico delle attività di collaborazione con la
BRUNEL UNIVERSITY DI LONDRA (UK) per attività legate allo studio
fluidodinamico tridimensionale con interazione fluido−struttura del
flusso all’interno di vasi sanguigni. All’interno di questa
6
collaborazione è anche responsabile di 2 borse Erasmus all’anno per lo
svolgimento di tesi presso la Brunel stessa.
2011
Partecipazione alla missione "ITALIA DEGLI INNOVATORI"
(Shanghai, Cina, 2-5 novembre 2011) dell'Agenzia per la Diffusione
delle Tecnologie per l'Innovazione della Presidenza del Consiglio dei
Ministri.
2011-2013
MEMBRO E REVIEWER dell’ ”Industrial and Cogeneration” e dell’”Oil
and Gas Applications” Committees dell’International Gas Turbine
Institute (IGTI) dell’ASME.
2011-2013
SESSION ORGANISER, CHAIR e VICE CHAIR di sessioni ai congressi
ASME TurboExpo 2012 (Copenhagen) e ASME TurboExpo 2013
(San Antonio).
2011-2013
REVIEWER per le riviste internazionali “Applied Thermal
Engineering”, “Energy”, “Applied Energy”, pubblicate da Elsevier.
DOTTORATI DI RICERCA
Attualmente è tutore di 3 studenti di Dottorato di Ricerca con temi riguardanti
rispettivamente:
- modellizzazione numerica di turbomacchine operatrici in presenza di sporcamente
ed erosione (Dott. Alessio Suman);
- metodi avanzati di misura per il la reingegnerizzazione di turbomacchine
operatrice con tecniche di reverse engineering (Dott. Claudio Pavan);
- metodologie di progettazione di turbomacchine operatrici operanti con fluidi nonnewtoniani (Dott. Carlo Buratto).
ATTIVITÀ ORGANIZZATIVA
Mansioni accademiche
2011-2013
Membro del COLLEGIO
Scienze dell'Ingegneria.
2011-2013
Coordinatore delle attività di tutoraggio didattico, finanziate
dall’Ateneo, per i corsi di TECNICHE DI MISURA, PROGETTAZIONE
FLUIDODINAMICA
DELLE
MACCHINE,
PROGETTAZIONE
DEI
DOCENTI del Dottorato di Ricerca in
FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI DI COMBUSTIONE
(B)
2011-2013
Tutore universitario per le attività di STAGE presso aziende e per i
TIROCINI INTERNI presso il laboratorio di Macchine e Sistemi
Energetici della Facoltà di Ingegneria di Ferrara.
7
2011-2013
DELEGATO della Facoltà di Ingegneria di Ferrara per l’ATTIVITÀ DI
ORIENTAMENTO IN ENTRATA. Membro della commissione di
Ateneo per le attività di orientamento.
2013
Membro della GIUNTA
Ingegneria di Ferrara
DI
DIPARTIMENTO del Dipartimento di
Organizzazione convegni
2012
MEMBRO DEL COMITATO ORGANIZZATORE della “Prima Giornata di
Studio In Ricordo del Prof. Roberto Bettocchi - La Ricerca nel
Campo dei Sistemi Energetici e delle Macchine negli Atenei
dell'Emilia-Romagna” tenutasi a Cento (FE) il 19 settembre 2012
2012
MEMBRO DEL COMITATO ORGANIZZATORE della “Seconda Giornata
di Studio In Ricordo del Prof. Roberto Bettocchi - La Ricerca nel
Campo dei Sistemi Energetici e delle Macchine negli Atenei
dell'Emilia-Romagna” tenutasi a Cento (FE) il 16 settembre 2013
SEMINARI E WORKSHOP
APRILE
2011
Intervento intitolato “LE TECNOLOGIE DI CONVERSIONE DELLE
all'interno del convegno “Le fonti rinnovabili L'energia da biomasse: sistemi produttivi locali, imprese agricole
ed Ente Pubblico” organizzato da CNA Emilia-Romagna.
BIOMASSE”
OTTOBRE
2011
Intervento intitolato “LA
SOSTENIBILITÀ DELL’UTILIZZO DELLE
BIOMASSE PER LA GENERAZIONE ELETTRICA” all'interno del
workshop “Energia da Biomasse: prospettive di sviluppo tra
innovazione tecnologica ed economia locale” organizzato dalla
Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi de L'Aquila.
SETTEMBRE
2012 Intervento
intitolato “LA SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE NEI
TRASPORTI PER RAGGIUNGERE IL NUOVO OSPEDALE: LO STUDIO DI
FATTIBILITÀ PER L’UTILIZZO DEL BIODIESEL SUI TRENI” all’interno
del convegno “Sostenibilità ambientale e Mobilità Smart” svoltosi
presso l’Ospedale di Cona (FE)
DESCRIZIONE
DELL’ATTIVITÀ
SCIENTIFICA
PRINCIPALI RISULTATI CONSEGUITI
E
DEI
L’attività di ricerca svolta del triennio è documentata da 48 articoli scientifici. L'attività
di ricerca svolta ha riguardato le seguenti aree tematiche nel campo dei sistemi energetici
e delle macchine.
Studio del comportamento di compressori assiali a seguito di sporcamento e erosione
per l’analisi dello stato di funzionamento di turbogas
8
Questa ricerca riguarda lo sviluppo e la messa a punto di metodologie e di strumenti di
calcolo per l’analisi dello stato di funzionamento di turbogas. In particolare sono state
sviluppate tecniche basate sullo studio della messa a punto delle mappe di prestazione dei
componenti della macchina, è quindi valutata l’effettiva variazione delle mappe di
prestazione a seguito dei guasti più frequenti (sporcamento, danneggiamento meccanico
ed erosione) mediante tecniche di accoppiamento aerodinamico degli stadi (stagestacknig). Questa è stato portato avanti attraverso uno studio di dettaglio sulla
modellizzazione e simulazione mono- e tridimensionale di effetti di sporcamento ed
erosione all’interno di turbomacchine. Lo studio dello sporcamento (fouling) e
dell’erosione (erosion) all’interno delle turbomacchine è particolarmente importante in
quanto ha un impatto determinate su numerosi aspetti del funzionamento delle
turbomacchine, sia prestazionali che economici, e tra questi si possono sottolineare:
- modifica delle prestazioni. A seguito del deterioramento, le prestazioni possono
variare anche in maniera consistente con conseguente perdita di rendimento e rischio di
funzionamento in condizioni fuori progetto;
- modifica delle mappe di prestazione. Questo effetto ha la conseguenza di non
poter più prevedere il funzionamento attuale della macchina con conseguente
impossibilità di ridefinire correttamente il punto di funzionamento in caso di modifica
delle condizioni di lavoro;
- necessità di manutenzione. Un deterioramento accentuato può provare la
diminuzione degli intervalli di manutenzione con conseguente perdita economica per
mancata produzione e per sostituzione di componenti.
Per questi ed altri motivi, la conoscenza dei meccanismi di formazione dello
sporcamento e di comparsa di erosione, e il loro effetto sulla prestazione delle
turbomacchine è di grande importanza. A causa della loro natura, però questi due
fenomeni sono particolarmente complessi da analizzare e da modellizzare, in primo luogo
a causa della difficoltà della loro natura casuale e fortemente dipendente dal caso
specifico e dalla complessa se non a volte impossibile valutazione sperimentale. Per
questo motivo, vi è una mancanza di letteratura esaustiva sull’argomento e solo molto
recentemente si è assistito ad un incremento di interesse verso questo tipo di studio.
Alcune attività di interesse e originalità sviluppate durante il triennio sono:
- la comprensione e analisi dei meccanismi e dei modelli attualmente disponibili in
letteratura, e valutazione della loro applicabilità a codici di calcolo fluidodinamico monoe tridimensionali;
- sviluppo di modelli originali e/o adattamento di quelli esistenti a macchine
operatrici;
- modellizzazione dello sporcamento (uniforme e non uniforme) e dell’erosione su
pale di macchine operatrici e studio del loro effetto sulle prestazioni globali e sulla
fluidodinamica di dettaglio;
- validazione con dati sperimentali dedotti da macchine in esercizio;
- validazione da sperimentazione effettuata su un banco prova per compressori
assiali di piccola taglia, modificando secondo criteri sviluppati appositamente le pale del
compressore stesso.
Il risultato di questa attività è contenuto nei lavori [1,3,5,15,16,21,34,39].
9
Attività sperimentale su un compressore assialcentrifugo di derivazione aeronautica
Questa ricerca riguarda la determinazione sperimentale del comportamento di
compressori utilizzati in turbine a gas in varie condizioni di funzionamento. La ricerca si
propone inoltre di determinare le correlazioni fra guasti o condizioni anomale di
funzionamento e misure, sia di natura termodinamica (pressioni, temperature, ecc.) che
acustiche e vibrazionali. In particolare, è stato realizzato a valle del compressore un
plenum per valutare le prestazioni del compressore in condizioni di inversione del flusso a
causa del pompaggio. La ricerca è proseguita valutando il comportamento della macchina
a seguito di ingestione d'acqua: per questo il banco prova è stato dotato di un sistema per
l'iniezione di acqua e il compressore è stato caratterizzato mediante rilevazione delle
mappe di prestazione sia in assenza di iniezione d'acqua sia in presenza di iniezione
d'acqua di varia entità. Il risultato di questa attività è contenuto nel lavoro [2].
Studio di sistemi energetici convenzionali ed innovativi
L’attività di ricerca riguarda lo studio di sistemi energetici innovativi per per la
microcogenerazione distribuita, di tipo convenzionale ed innovativi. Per quanto riguarda
quelli innovativi:
-
studio dei sistemi microcogenerativi per il soddisfacimento dei fabbisogni di utenze
in ambito civile e residenziale. La ricerca infine si è focalizzata sul rapporto dei
sistemi cogenerativi con gli altri sistemi per la produzione distribuita di energia
elettrica, termica e frigorifera a servizio degli edifici residenziali. In primo luogo si
è analizzata l’allocazione ottimale della domanda elettrica, termica e frigorifera sui
vari sistemi di produzione [33] e successivamente si è proposta una metodologia
per il dimensionamento ottimizzato del sistema multienergia [35,36].
-
sistemi TPV (termofotovoltaico). L’attività di ricerca si sviluppa attraverso la
determinazione delle prestazioni del sistema energetico TPV, con valutazione su
rendimenti e sugli indici di prestazione della cogenerazione, e attraverso la
modellizzazione numerica tridimensionale della combustione e dello scambio
termico [10,13,17,19,23,27,28,29,40];
-
sistemi di tipo ORC (Organic Rankine Cycle). L’attività a riguardato la
modellizzazione delle proprietà chimiche dei fluidi organici attraverso modelli a
gruppi di contribuzione, l’integrazione con altri sistemi energetici, e la
modellizzazione numerica degli espansori [9,13,17, 44,45]
-
analisi dei cicli combinati con gassificazione integrata (IGCC) e delle tecnologie di
power augmentation a loro applicabili. Si è proposto un sistema innovativo che si
basa sull’evaporazione dell’azoto liquido precedentemente prodotto e stoccato: si
sono analizzate le implicazioni sulla turbina a gas dell’utilizzo di tale sistema con
particolare riguardo agli aspetti relativi alla combustione [26, 38, 41].
Produzione di energia da biomasse
L’attività di ricerca riguarda lo studio di sistemi energetici alimentati con combustibili
ottenuti da biomasse e da rifiuti al fine di valutarne le prestazioni, la fattibilità, le modalità
di esercizio ed i costi. L’attività si è focalizzata sulla filiera dell’olio vegetale da coltura
10
dedicata con un progetto sperimentale: a partire da diverse opzioni colturali si sono
prodotte diverse tipologie di olii vegetali che, a seguito di caratterizzazione chimicofisica, sono state poi utilizzate per alimentare una microturbina opportunamente
modificata. Per l’utilizzo dei residui di coltivazione delle specie oleaginose, al fine
dell’ottenimento di una filiera sostenibile, si è valutata l’opzione della gassificazione
termochimica. Parallelamente si sono sviluppate metodologie per la stima del potenziale
(attuale e futuro) energetico delle biomasse e le si sono applicate al caso studio della
Colombia: la metodologia ha dimostrato la propria applicabilità a tutti i paesi il mercato
dei quali non ha una dimensione sufficiente ad influenzare significativamente i mercati
internazionali.[14,18,24,25,42,43]
Analisi numerica di camere di combustione di microturbine a gas
L’attività ha riguardato lo studio attraverso simulazioni numeriche di camere di
combustione di microturbine a gas alimentate a gas naturale o a combustibili di origine
rinnovabile. In particolare si è studiata l’alimentazione con biogas, gas di sintesi e olio
vegetale di camere di combustione annulari (Elliott T80, Allison T60) o cannulari (Turbec
T100) [4,12,20]
Studio di macchine a fluido, di sistemi energetici e di circuiti idraulici
Sono state effettuate le seguenti attività:
• Ottimizzazione accoppiamento ventilatore/motore per applicazioni agricole. L’attività
riguarda lo studio dell'accoppiamento di ventilatori, usati per alimentare una macchina
atomizzatrice, con motori a combustione interna o prese di potenza di trattori con lo
scopo di migliorare le prestazioni del sistema integrato [8,30,32];
• Studio e progetto di ventilatori industriali, con metodologie avanzate di progettazione e
determinazione sperimentale del rumore emesso [6,7]
• Studio di correlazioni per la determinazione della portata circolante all’interno di tubi
evacuati utilizzati in collettori solari [22]
• Studio di sistemi di acquisizione per il controllo di sistemi di tracking solare [37]
• Studio di sistemi bifase e trifase per il trasporto e lo stoccaggio di idrocarburi in
applicazioni Oil and Gas [46,47]
• Modellazione fluidodinamica di circuiti idraulici del corpo umano. Questa attività di
ricerca è svolta in collaborazione in atto con l’Istituto di Bioingegneria della Brunel
University (Londra). Lo studio verte sull’analisi fluidodinamica semplice e con
interazione fluido-struttura (FSI) di vasi sanguigni (con utilizzo del codice ASNSY
CFX) [31,48]
11
ELENCO DELLE PUBBLICAZIONI DEL TRIENNIO 2011-2013
2011
1.
Morini, M., Pinelli, M, Spina, P.R., Venturini, M., 2011, Numerical analysis of
the effects of non-uniform surface roughness on compressor stage performance,
ASME J. Eng. Gas Turbines Power, 133 (10), pp. 072402-1-072402-8.
2.
Bettocchi, R., Morini, M., Pinelli, M, Spina, P.R., Venturini, M., Torsello, G.,
2011, Set Up of an Experimental Facility for the Investigation of Wet
Compression on a Multistage Compressor, ASME J. Eng. Gas Turbines Power ,
133 (10), pp. 102001-1-102001-8.
3.
Pinelli, M., Morini, M., Spina, P. R., Venturini, M., Ferrari, C., 2011, Analysis of
the effects of simulated fouling on an axial compressor stage through CFD
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