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L'analisi exergetica quale metodo di ottimizzazione di un impianto combinato: un caso studio

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Anteprima della tesi: L'analisi exergetica quale metodo di ottimizzazione di un impianto combinato: un caso studio, Pagina 6
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L’esempio introduttivo mostra che, da solo il primo principio della termodinamica non è 
dunque sufficiente per descrivere compiutamente una trasformazione termodinamica 
qualunque: sarebbe per cui desiderabile avere una proprietà che ci permetta di stabilire il 
lavoro utile netto ottenibile da un dato quantitativo di energia (per esempio calore od 
energia chimica) per ogni stato del sistema e rispetto ad un riferimento nell’ambiente 
esterno. Il problema principale consiste nel fatto che, in generale, il lavoro è funzione di: 
                                          
[1]Se si ipotizza allora di poter fissare uno stato 0 di riferimento, in cui il sistema si trovi in 
equilibrio termomeccanico con l’ambiente esterno, facendo variare solamente lo stato 
attuale del sistema stesso, scelta una trasformazione reversibile (ovvero costituita da un 
susseguirsi di infiniti stati intermedi infinitesimi di equilibrio) è possibile definire una 
funzione termodinamica che ci permetta di valutare qual è il massimo lavoro estraibile dal 
sistema in riferimento allo stato 0, che chiameremo allora stato morto, nel quale il sistema 
non è più in grado di generare lavoro utile, poiché, come già anticipato, in equilibrio 
termomeccanico con l’ambiente esterno. La funzione di stato così definita è detta exergia. 
L’exergia è dunque una misura del “potenziale di lavoro disponibile nel sistema”, cioè la 
qualità dell’energia immagazzinata al suo interno. In maniera rigorosa, la più diffusa 
definizione di exergia è la seguente: 
“L’exergia è il massimo ammontare di lavoro utile estraibile da un sistema attivo od il 
minimo da fornire ad un sistema passivo, quando esso è portato in equilibrio 
termomeccanico con l’ambiente circostante attraverso una serie di processi reversibili, 
durante i quali il sistema può interagire solo con il suo ambiente di riferimento”. 
Una prima fondamentale distinzione va fatta tra il contorno, l’ambiente immediatamente 
circostante e l’ambiente esterno. Per definizione il contorno del sistema è costituito da tutto 
ciò che si trova al di là dei confini del sistema di analisi, l’ambiente immediatamente 
circostante al sistema, riguarda quella porzione di ambiente esterno coinvolto, in qualche 
modo, nei processi che si verificano nel sistema e per finire e l’ambiente esterno identifica 
invece la porzione di ambiente che non è in alcun modo interessata dagli effetti delle 
trasformazioni evolventi all’interno del sistema stesso. Questa schematizzazione può essere 
osservata in figura 1.1: l’utilità di tali scelte sarà direttamente verificabile nei paragrafi 
successivi.

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Informazioni tesi

  Autore: Salvatore Marco Di Franca
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2015-16
  Università: Università degli Studi di Catania
  Facoltà: Ingegneria industriale (L09)
  Corso: Ingegneria industriale
  Relatore: Arturo Pagano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 74

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Parole chiave

energia
termodinamica
rendimento
exergia
impianti combinati
entalpia
concentrazione solare
stcg (solar tower coal generator system)

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