• Analisi adimensionale
• Micro-generazione
• Micro-espansori
• Diagramma di Baljè

Nel presente lavoro di tesi viene caratterizzato, mediante simulazione numerica con codice \matlab calibrata su dati sperimentali, un prototipo di espansore rotativo Wankel sul piano adimensionale numero di giri specifico-diametro specifico. La macchina, installata presso il Centro di Ricerca Interuniversitario sulle Biomasse per uso Energetico (CRIBE), è allo studio da alcuni anni all'interno del dipartimento per poter essere efficientemente impiegata in cicli organici (ORC) di taglia 10-50 kW in cui non si è ancora affermata una soluzione commerciale per l'elemento espansore.

Partendo da una breve descrizione dell'impianto, del prototipo e dello stato attuale dei micro-espansori, si riassumono i precedenti lavori che hanno studiato l'espansore in questione. In seguito si espone la costruzione dei diagrammi adimensionali e le ipotesi adottate all'interno delle simulazioni, per poi passare a descrivere il programma stesso e le modifiche apportate.

Vengono infine esposti i risultati ottenuti e confrontati con la letteratura. Sono inoltre valutati gli effetti della variazione delle dimensioni assiale e trasversale ed eccentricità del rotore sul diagramma di Baljè.




Abstract

In this paper a Baljè diagram for a rotary expander device is presented. The diagram is obtained via a \matlab code simulating an expander prototype that is being researched at the Interuniversity Research Centre for Energy from Biomasses. The purpose of this study is to obtain an efficient and durable solution to be used in small-scale Organic Rankine Cycle plants in a power range of 10-50 kW where no commercial scale production is available.

Firstly a short description of the CRIBE set-up and of the prototype is given, then a review of the state of the art for small-scale expander is presented along with a recap of previous papers that have studied this expander. What follow is an explanation of the Baljè diagram and the hypothesis made, then a description of the code and its improvements made for the purposes of this work.

At last the diagrams obtained are presented and commented, along with an analysis of three dimension of the expander, rotor radius, axial depth and rotor eccentric.