UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE _______________________________________________ Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Dipartimento di Energetica e Macchine Tesi di Laurea STUDIO DI UN IMPIANTO A TORRE SOLARE Relatore Prof. Giulio Croce Correlatore Ing. Fabrizio Mattiello Laureando Enrico Pitton __________________________________________________ Anno Accademico 2006/2007

Costruzione di un impianto dimostrativo a torre solare presso lIstituto Tecnico Industriale J.C.Maxwell Collaborazione col CRF Centro Ricerche FIAT Torino Consulenza scientifica presso lUniversità di Udine mediante sviluppo di tesi

Principio di funzionamento

OBIETTIVO: Costruzione di un modello parametrico Modello semplificato: - no attriti - no dispersioni termiche (condizioni ottime) Schema di impianto con torre cilindrica Stima dellordine di grandezza di potenza, velocità dellaria, rendimento

Velocità dellaria nel camino Potenza convertibile Rendimento Misure Istituto MaxwellValori ottenuti dal modello

TAD torre divergente incremento della potenza

Rapporto dei raggiIncremento di potenza

Perfezionamento del modello attriti fluidodinamici Velocità dellaria nel camino Potenza convertibile Diminuzione del 10% di potenza rispetto al caso ideale

Perfezionamento del modello dispersioni termiche Temperatura base torre [K] Torre cilindrica352,7 Torre divergente316,6

Velocità base torre [m/s] Velocità sommità torre [m/s] Potenza [W] Torre cilindrica2,62 4,27 Torre divergente6,10,75,91

Perfezionamento del modello camino captante Incremento di potenza minore dell1%

Perfezionamento del modello raggio ottimo Raggio ottimo [m]Potenza massima[W] Torre cilindrica0,64,46 Torre divergente0,36,10

Validazione del modello riscontro nei prototipi FiatManzanaresEnviro Valori sperimentali o di progetto Velocità [m/s] – 20 Temperatura in uscita [K] 317 (superficie esterna) Potenza [W] Valori del modello Velocità [m/s]1,510,225 Temperatura in uscita [K] 347 (superficie esterna) Potenza [W]0,

Validazione del modello riscontro nei prototipi Discrepanze dellordine del 20% dovute a: - η<1 - Perdite allalternatore - Effetti dimbocco - Vento - Perdite per irraggiamento FiatManzanaresEnviro Valori sperimentali o di progetto Velocità [m/s] – 20 Temperatura in uscita [K] 317 (superficie esterna) Potenza [W] Valori del modello Velocità [m/s]1,510,225 Temperatura in uscita [K] 347 (superficie esterna) Potenza [W]0,

Impianto Istituto Maxwell: utilizzo didattico-dimostrativo modello in scala Campi di sviluppo: calcolo CFD recupero delle potenza termica (ciclo chiuso)