Rapporto TEPSI I anno

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CAPITOLO 3 Ricevitori e reattori solari per applicazioni ad alta temperatura: stato dell’arte Come già accennato nel Cap.1, uno dei cicli termochimici considerati promettenti è il ciclo zolfo–iodio, tanto da esser stato preso a riferimento nei principali programmi di ricerca internazionali (americani, giapponesi, europei, ecc.). Esistono, tuttavia, numerosi problemi di carattere tecnico- tecnologico ancora irrisolti che devono essere affrontati affinché tale processo termochimico risulti applicabile nella realtà per la produzione massiva di idrogeno. Uno degli aspetti problematici di maggiore rilevanza è, senza dubbio, legato alla decomposizione dell’H2SO4, poiché è la reazione maggiormente endotermica del processo (a essa è associato oltre il 75% dell’intero consumo energetico), le temperature richieste sono molto elevate in un ambiente fortemente acido e, inoltre, si desidera utilizzare quale fonte energetica primaria la radiazione solare che, come è stato illustrato nel Cap. 2, per sua natura, ha una intensità molto bassa, ha carattere aleatorio e presenta non pochi problemi qualora la si voglia assorbire e trasferire in modo efficiente a un sistema. Pagina - 88 - di 305
Con il presente lavoro si è cercato di analizzare a fondo tutti gli aspetti legati alla progettazione di apparati (ricevitori e reattori) dedicati a tale funzione e di suggerire soluzioni efficienti, corroborando le attività progettuali con i sperimentali ottenuti nell’arco del triennio. Anzitutto, per poter operare la scelta della tipologia di reattore più adatta alle specifiche richieste o per poter procedere alla definizione di una sua nuova configurazione è necessario un lavoro preliminare volto alla definizione di uno stato dell’arte sull’argomento che sia il più completo ed esaustivo possibile. Pertanto viene di seguito presentata una analisi bibliografica estesa anche a reattori solari operanti a elevate temperature messi a punto per applicazioni differenti da quella di interesse. Lo stato dell’arte è stato strutturato in tre diverse sezioni: • Una sezione contenente schede degli articoli di maggior rilievo; • Una relazione conclusiva volta al confronto e alla discussione dei risultati presenti in letteratura; • Un elenco dei riferimenti bibliografici presi in esame, suddivisi in base ai gruppi di ricerca che li h<strong>anno</strong> redatti. Pagina - 89 - 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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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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[182]Romero M., Buck R., Pacheco J.
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[198] Bing Du, Liang-Shih Fan, Fei
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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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Figura 5.21: Sezione del captatore
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• Qirr,m,p = θm σ0 Tm 4 Fm-f (
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(10) Nu = (α dp) / λf (11) Qu = Q
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ANALISI DEI DATI PER L’AZOTO (N2)
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Come ci si poteva attendere tempera
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Confrontandola con la tensione mass
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Confronto tubi lisci - tubi corruga
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Andamento dell'efficienza del siste
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6.1 Introduzione CAPITOLO 6 Il simu
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Per ovviare a tale problema si è p
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Tramite un programma di ottimizzazi
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Conclusioni Nel presente lavoro è
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Non potendo essere effettuata una s
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A seguito di tali risultati prelimi
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Sakurai M., Nakajiama H., Amir R.,
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