UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE _______________________________________________ Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica Dipartimento.

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1 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

2 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

3 Principio di funzionamento

4 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

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

6 TAD torre divergente incremento della potenza

7 Rapporto dei raggiIncremento di potenza

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

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

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

11 Perfezionamento del modello camino captante Incremento di potenza minore dell1%

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

13 Validazione del modello riscontro nei prototipi FiatManzanaresEnviro Valori sperimentali o di progetto Velocità [m/s]---1215 – 20 Temperatura in uscita [K] 317 (superficie esterna) 323350 Potenza [W]---50200 10 6 Valori del modello Velocità [m/s]1,510,225 Temperatura in uscita [K] 347 (superficie esterna) 329376 Potenza [W]0,007100250 10 6

14 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]---1215 – 20 Temperatura in uscita [K] 317 (superficie esterna) 323350 Potenza [W]---50200 10 6 Valori del modello Velocità [m/s]1,510,225 Temperatura in uscita [K] 347 (superficie esterna) 329376 Potenza [W]0,007100250 10 6

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