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Studio teorico e sperimentale di sistemi di combustione in riferimento alla formazione di emissioni inquinanti

Informazioni tesi

  Autore: Enrica Baraldi
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in Ingegneria dei Materiali
Anno: 2001
Docente/Relatore: Giuseppe Cantore
Correlatore: Giovanni SebastianoBarozzi
Istituito da: Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
Dipartimento: Scienza dell'Ingegneria dei Materiali
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 150

Studio teorico e sperimentale di sistemi di combustione in riferimento alla formazione di emissioni inquinanti. Lo scopo principale della tesi è stato quello di fornire accurati dati sperimentali e interpretazioni teoriche per la determinazione delle migliori condizioni di funzionamento dei bruciatori, con particolare riguardo alle emissioni di ossidi di azoto (NOx), al variare in particolare di alcuni parametri significativi: la temperatura della camera dove si realizza la combustione, e parametri relativi all’aria comburente quali la sua percentuale rispetto alle condizioni stechiometriche di combustione nella fase di premiscelazione, e il rapporto di aria secondaria rispetto al combustibile; nonché la componente di velocità dell'aria secondaria.

È stato analizzato il processo di combustione di un bruciatore a gas naturale a fiamma ibrida, cioè in parte a carattere premiscelato e in parte a carattere diffusivo, di piccola potenza installato in apposito dispositivo sperimentale. La combustione è stata analizzata nel suo aspetto globale di analisi delle emissioni inquinanti nei gas di scarico e nel suo aspetto specifico in fiamma; sia sperimentalmente che attraverso simulazioni di chimica cinetica con opportuno codice.

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Capitolo 1- Inquinamento ambientale ed emissioni inquinanti Come altri elementi naturali, l’aria viene considerata una risorsa inesauribile a cui l'uomo non attribuisce l'effettivo valore. Dell'aria, in cui siamo immersi continuamente, abbiamo esperienza solo in particolari circostanze legate alla temperatura o al suo movimento. In città le qualità di questo elemento si possono meglio cogliere in alcuni ambienti specifici, ad esempio nei vicoli o in presenza di masse alberate. Nei vicoli, caratteristici nelle città italiane fin dall'epoca comunale, si scopre che l'aria non è un elemento neutro ma possiede qualità fondamentali connesse alla sua funzione catalizzatrice: profumi, odori, intensità e velocità, caldo e freddo, presenza o assenza di umidità. I vicoli permettono di cogliere sensazioni olfattive e tattili originali o legate ai propri ricordi, che riflettono il relativo microclima naturale e umano. Le masse alberate in rapporto al volume fogliare garantiscono invece un continuo ricambio e umidificazione dell'aria e il rimescolamento dei suoi strati. Le nostre città, cresciute senza considerazione per la esposizione ai venti locali, dotate di pochi spazi verdi e aperte, non permettono un'adeguata circolazione dell'aria e non considerano l'ipotesi di offrire al cittadino la percezione di sensazioni legate al mondo naturale, come il fondamentale passare delle stagioni. i Con la progressiva crescita del terziario e del settore commerciale nelle città e l'allontanamento verso la periferia dei più importanti poli industriali, le principali fonti di emissione di inquinanti in ambiente urbano sono diventate il traffico e, nel periodo invernale, gli impianti di riscaldamento degli edifici. ii Lo smog e il traffico possono essere definiti come i virus di fine millennio: è necessario pertanto imporre all'attenzione di tutti la necessità di un ambiente meno inquinato, più sano, che aiuti a migliorare la qualità della vita e a prevenire le malattie. Settore strategico come quello del riscaldamento delle abitazioni assorbe il 15% delle risorse energetiche consumate nel nostro Paese; e immette ogni anno 26 milioni di tonnellate di CO 2 . Nell'attesa che fonti di energia rinnovabile , con produzione di CO 2 nulla, vengano sviluppate su grande scala, i combustibili fossili rappresentano ancora la principale fonte utilizzabile. Il costante sfruttamento della combustione di combustibili fossili (carbone e derivati del petrolio) ha ormai identificato i prodotti della combustione come una grave fonte di danno ambientale e alla salute dell’uomo sia indirettamente che direttamente. Figura 1 - Emissioni inquinanti nel settore energetico

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Parole chiave

chimica cinetica
ossidi di azoto
inquinamento
combustione
emissioni inquinanti
nox
bruciatori a gas
sistemi di combustione
bruciatori
becco di bunsen
fiamme premiscelate

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