Acqua e liquidi + Trasporti e Automotive

Applicazione di alcune semplici regole per effettuare un primo abbinamento tra apparecchio elettrico e sito d'installazione basato sui concetti di EPL, gruppo di gas e classe di temperatura, nelle zone ATEX.

La tesi tratta lo studio CFD di motori Diesel alimentati in parte con Gas Naturale, più eco-friendly rispetto al gasolio, in modalità Dual Fuel, con l'obiettivo di approfondire l'interazione tra i due combustibili e la formazione di inquinanti attraverso un progressivo miglioramento dei modelli cinetici e di combustione. La validazione dei risultati numerici è ottenuta dal confronto con dati sperimentali disponibili su tre motori con caratteristiche differenti. L'articolo riassume i contenuti della tesi elaborata dall'autrice cui è stato assegnato il premio "Tesi di Dottorato ATI 2020" nell'ambito dello svolgimento del 75^ Congresso annuale dell'Associazione.

Normativa di riferimento Criticità: particolato nelle acque

(In lingua inglese) L'introduzione di sistemi ad iniezione diretta nei motori alimentati a benzina (GDI) costituisce una promettente soluzione tecnica per ridurre le emissioni di gas a effetto serra (GHG) ma, al contempo, tende a promuovere la formazione di un più alto numero di particelle ultrafini (PN) rispetto alla tecnologia ad iniezione indiretta (PFI). La comunità scientifica ha profuso un notevole sforzo nell'investigazione delle cause principali che portano alla formazione del particolato tramite simulazioni 3D-CFD. In questo lavoro, una metodologia basata sul Metodo delle Sezioni è utilizzata e validata al fine di predire quantitativamente la massa di particolato (PM), il numero di particelle (PN) e la distribuzione dei diametri delle particelle (PSDF) sulla base di misure sperimentali effettuate su un motore di ricerca GDI ad accesso ottico. (Presentazione in inglese)

Lo studio del fenomeno della cavitazione mediante simulazioni numeriche svolge un ruolo cruciale nella progettazione delle principali macchine idrauliche quali pompe, turbine ed eliche per applicazioni navali. In questo lavoro sono state condotte delle simulazioni numeriche su un profilo NACA0015 mediante l’utilizzo del software CFD open source OpenFOAM combinando diversi modelli di turbolenza (k-? SST e k-kl-?) e di trasporto di massa (Schnerr & Sauer, Kunz e Zwart).

In questo lavoro viene mostrato l'evoluzione di un motore esistente, al fine di renderlo rispettoso delle norme americane Tier 4i in materia di emissioni, senza incrementi eccessivi del costo finale di produzione. Per giungere a tale obiettivo è necessaria una profonda conoscenza di tutti i parametri che influiscono sulla combustione e sulla formazione delle emissioni di NOx e particolato. In questo scenario la CFD prova le sue potenzialità permettendone un’analisi approfondita.

Gli argomenti trattati nel presente lavoro di tesi si inseriscono all’interno dell'attività di ricerca svolta presso il “Dipartimento di Ingegneria civile e industriale”, sezione di Ingegneria Aerospaziale, relativa allo sviluppo, costruzione e sperimentazione di un velivolo anfibio ultraleggero con configurazione alare prandtl plane. L’obbiettivo del presente elaborato è quello di analizzare il decollo effettuando, con l’ausilio del software CFD STAR-CCM+ della CD-adapco, completa simulazione dell’intera manovra. Tutto ciò è preceduto, in una prima fase, da una campagna di validazione delle prove sperimentali “High-speed” condotte in vasca navale presso l’Istituto Nazionale di Studi ed Esperienze di Architettura Navale del CNR di Roma al fine di effettuare una verifica del codice numerico CFD utilizzato.

Lo scopo di questo lavoro è individuare nuove soluzioni meccatroniche applicabili ai rubinetti per ottenere un prodotto innovativo, economico, compatto, efficiente e semplice da maneggiare da parte di un qualsiasi utente. Il prototipo realizzato è basato su hardware stand-alone molto compatto garantito dalla piattaforma open-source Arduino e prevede l'utilizzo di sensori di portata e temperatura e di elettrovalvole proporzionali. L'apparato sperimentale così ottenuto è stato sottoposto a differenti test al fine di analizzarne le prestazioni e valutarne l'effettiva applicabilità. In una seconda fase di progetto le elettrovalvole proporzionali sono state sostituite da vitoni comandati da motori passo-passo.

Il problema analizzato in questo lavoro di tesi riguarda lo studio del flusso a superficie libera attorno ad una carena, per mezzo di simulazioni numeriche. L’obiettivo principale è stato quello di sviluppare una metodologia in grado di fornire una stima della resistenza al moto del corpo in esame, da confrontare poi con i risultati sperimentali ottenuti in vasca navale. A tal fine è stato utilizzato il codice commerciale Fluent, basato su modelli RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes equations) affiancati da opportuni modelli di turbolenza e sul metodo dei volumi finiti per la discretizzazione delle equazioni.

L’obiettivo di questo lavoro è quello di utilizzare la rete EtherCAT per il controllo di un servo motore elettrico, utilizzando come controllore un embedded PC CX1020. Verrà quindi implementata un’applicazione che gestisca lo scambio di dati attraverso la base di campo e che effettui il controllo di movimento del servo motore elettrico.

Durante l'intervento verranno portati esempi della qualità delle acque reflue, esempi della previsione difetti manutentivi, esempi di efficientamento della logistica di mobili e arredamenti all'interno di una fabbrica predittiva e esempi di previsione guasti ed anomalie asset ferroviari.

Il biometano è un combustibile 100% rinnovabile, totalmente made in Italy. E' ottenuto tramite upgrading dal biogas prodotto da matrici quali FORSU, fanghi di depurazione, reflui zootecnici, scarti agricoli e biogas di discarica, rappresenta un circolo virtuoso che ci consente di ottenere energia dagli scarti. Sostenibile per l'ambiente (rappresenta una soluzione di immediato utilizzo) e per il consumatore.

Il biometano rappresenta una fonte energetica nazionale, rinnovabile e sostenibile, che riveste un ruolo strategico di preminente interesse nazionale. Il biometano è un gas naturale che deriva dalla raffinazione e purificazione del biogas prodotto durante la fase di digestione anaerobica dei rifiuti organici, della frazione verde e dal trattamento delle acque reflue.

Il Biometano è un gas combustibile ottenuto per upgrading del biogas. Quest'ultimo viene normalmente prodotto dalla digestione anaerobica della frazione organica dei rifiuti, da fanghi di depurazione o da biomasse come reflui zootecnici, biomasse forestali, scarti di prodotti agroalimentari. Gli impianti di upgrading si occupano del trattamento e della purificazione del biogas per la trasformazione oltre al campionamento ed analisi su biometano e al sistema di monitoraggio.

Con le adeguate tecnologie, i materiali di scarto dell'industria alimentare, le acque reflue, gli scaduti e i resi possono essere valorizzati aumentando l'efficienza energetica, per esempio attraverso la produzione di biogas e il successivo upgrading a biometano.