Rapporto TEPSI I anno

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finestra trasparente. Quest’ultima impone limitazioni notevoli sulle condizioni di esercizio come, ad esempio, sulla pressione interna. Inoltre la finestra presenta problemi di abrasione e sporcamento con conseguente rapido decadimento delle proprietà di trasmissività della radiazione. Inoltre i reattori a irraggiamento diretto hanno un altro grave svantaggio legato alla natura aleatoria della disponibilità della fonte solare. Ciò significa che, nei casi in cui la carica venga direttamente scaldata dalla radiazione solare, si risente notevolmente dei transitori di lungo e di breve periodo e ciò comporta il crollo delle prestazioni del reattore. In aggiunta si deve considerare che l’ambiente di lavoro è fortemente corrosivo. Di contro i vantaggi correlati a una configurazione assorbitore - reattore sono legati principalmente alla possibilità di ottimizzare apparati (il ricevitore e il reattore ove hanno sede rispettivamente l’assorbimento della radiazione solare e la reazione di dissociazione dell’H2SO4) dedicati a un’unica funzione. Inoltre la presenza di un loop intermedio con un fluido che funga da supporto termico consente di svincolare il funzionamento discontinuo del ricevitore (dovuto alla natura della fonte solare) dal funzionamento in continuo del reattore (auspicabile per qualsiasi impianto chimico di grande taglia) grazie alla possibilità di prevedere accumuli intermedi. Un altro vantaggio considerevole è la possibilità di utilizzare per il reattore il know-how già esistente poiché potrebbe essere concepito come i reattori messi a punto per l’impianto chimico accoppiato con fonte nucleare. Pagina - 300 - di 305
Non potendo essere effettuata una scelta preliminare univoca sulla tipologia del reattore sono state esplorate entrambe le possibilità. Relativamente ai reattori a irraggiamento diretto sono state applicate le conoscenze acquisite riguardo alla modellizzazione di flussi turbolenti complessi anche in presenza di strutture porose e cambiamenti di fase allo sviluppo di due reattori a cavità messi a punto in collaborazione con il DLR (Deutsches zentrum fur Luft –und Raumfahrt) nell’ambito del progetto europeo HYTHEC. Nel primo caso l’ ”Aerosol Receiver Reactor”, un apparato a cavità nel quale l’H2SO4 è iniettato tramite un aerosol in flusso di azoto, è stato modellizzato e, successivamente, sono state condotte simulazioni CFD per investigare il comportamento termico e fluidodinamico. In tal modo è stata individuata la stratificazione e il cattivo riscaldamento della carica. Sono state indagate soluzioni originali modificando la zona e l’angolo di ingresso del gas e riuscendo a trovare la configurazione che portasse ai migliori risultati. Tuttavia, la scarsa capacità dell’apparato a far evaporare le gocce lungo piccoli percorsi hanno portato all’abbandono di tale concetto (Cap. 4). Anche nel secondo caso il “Porous Absorber Reactor”, un reattore a cavità con all’interno due strutture porose per l’evaporazione delle gocce di H2SO4 e la successiva decomposizione, è stato modellizzato considerando diverse tipologie di schiume e strutture a nido d’ape. A fronte dei migliori risultati ottenuti è stato valutato dettagliatamente il funzionamento di due elementi critici del reattore: la finestra di quarzo e il vaporizzatore. Per Pagina - 301 - di 305
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Facoltà di Ingegneria Dipartimento
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CAPITOLO 2 2. La concentrazione del
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6. Il simulatore solare…………
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di processi per la produzione dell
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L’affermazione del supporto idrog
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4. Combinazione del reforming con v
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Altra strada praticata è quella ch
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Per quanto riguarda la produzione d
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dell’acqua avviene grazie alla pr
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fisso, il flusso gassoso attraverso
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Un impianto UT-3 è stato realizzat
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Nella seconda reazione sopra riport
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Figura1.5 Rappresentazione schemati
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eazioni globali, il coinvolgimento
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Se comparato con il ciclo WH, tale
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3 FeCl2(s) + 4 H2O(g) → Fe3O4(s)
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Sezione 2 (H 2SO 4+4H 2O)⇒ (H 2SO
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• Decomposizione di SO3 secondo l
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In particolare Fedders et al. hanno
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una miscela acqua-acido solforico c
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T1: Torre di separazione di SO3; HX
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quanto descritto in precedenza, nel
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Tale arrangiamento risulta essere u
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La pressione viene incrementata (po
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Figura 1.13. Flowsheet per la sezio
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punto da GA, pur essendo il più di
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Figura 1.14: Schema di processo ENE
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In figura 1.15 è riportato in dett
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Nel totale il calore richiesto per
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sistema di captazione e concentrazi
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L’energia raggiante che viene tra
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La radiazione elettromagnetica prov
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ore centrali della giornata avrà u
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La radiazione diffusa appare unifor
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a) b) c) d) Figura 4.5. Esempi di a
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Figura 2.6. Angolo azimutale L’or
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Tutti questi aspetti di carattere g
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Figura 2.8. Schema concentratore pa
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Figura 2.11. Esempio di concentrato
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Figura 2.13. Impianto a torre solar
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Tale legge, per il caso presentato
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Le perdite imputabili a questi ulti
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Il rendimento di spillamento ( η s
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Percentage Loss Design Point, Annua
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Con il presente lavoro si è cercat
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forze centrifughe generate dalla ro
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Figura 3.2. Schema del “two cavit
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l’utilizzo di un gas ausiliario c
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5) “Volumetric reactor”: Figura
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Treactor, Qsolar è il valore della
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Dagli esperimenti non emergono segn
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l’accumulo termico. Ciascuna fasc
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Figura 3.8. Rappresentazione 3D del
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igenerazione. Con tali metodi è st
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termici sulle pareti dei tubi di ol
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dei tubi rivolti verso l’asse del
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• Buona resistenza meccanica in m
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Figura 3.14: Geometria della finest
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Kribus A., Doron P., Rubin R., Karn
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Ries H., Kribus A., Karni J., Non-i
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C. A. LaJeunesse et al., “Thermal
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Dall’analisi si evince che sia la
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Nel grafico 3.23 si nota come l’
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UNLV Research Foundation, High temp
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De Bernardez E.R., Claria M.A., Cas
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3.3 Considerazioni sullo stato dell
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l’assenza della finestra traspare
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una superficie ideale nera posta su
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mantenere pulita la finestra a caus
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solare concentrata impingente sulla
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Sarà, quindi, necessario esplorare
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3.1 Bibliografia PSI (Paul Scherrer
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[15] Guesdon C., Development of a m
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[30] Adinberg R., Epstein M., Exper
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[47] Kläup S., Steinfeld A., Exper
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MIR Space Station, 30 th Intersocie
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[80] Miron G., Assis E., Erez A., T
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[96] Alexander D., 2kWe Solar Dynam
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destination of thermophysical and h
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[124] Roeb M., Sattler C., Klüser
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membranes for a solar thermal water
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[153] Kribus A., Timinger A., Optic
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[167] Kodama T., Kondoh Y., Tamagaw
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condizioni di esercizio come, ad es
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4.2 Modellizzazione di reattori a c
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4.2.1 Metodi di risoluzione ai volu
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Posizione della componente u della
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dove φ rappresenta la grandezza sc
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Per calcolare i termini convettivi
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semplificato nel quale le gocce di
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Entrambi gli aspetti sono piuttosto
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Figura 4.10: Distribuzione della fr
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iesce a vaporizzare completamente p
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4.2.3 Modellizzazione e simulazioni
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foam honeycomb structure Figura 4.1
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• Radiazione concentrata a raggi
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4.18) conforme alla geometria del p
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Come è possibile notare in fig. 4.
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Vapour sources Vaporizer Figura 4.2
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considerazioni in seguito sono stat
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Anche le ipotesi assunte sugli scam
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Fig. 4.29: Distribuzione della fraz
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4.3 Reattore solare scala laborator
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isolante; (3) Finestra ottica; (4)
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Il reattore è costituito da un cil
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temperature misurate da una termoco
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Con questo montaggio sperimentale
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di ciascun profilo) e le zone fredd
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Figura 4.38: Profilo termico della
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processo può essere scisso in 3 re
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Figura 4.39. Andamento del fattore
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5.1 Introduzione CAPITOLO 5 Ricevit
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stato individuato quale mezzo poten
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Figura 5.1: Schema esemplificativa
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In tali condizioni l’energia sola
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L’efficienza di captazione misura
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eirraggiamento quelle dovute a tale
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Con δkj è delta di Kronecker. N 4
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5.3.1 Primo prototipo Per poter ver
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Figura 5.16: Esploso del mantello e
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Figura 5.18: Disegno esecutivo dell
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Si prevede di alloggiare tale strut
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Page 283 and 284: 6.1 Introduzione CAPITOLO 6 Il simu
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