PRESENTAZIONE

Il modulo fornisce agli allievi le competenze fondamentali per interpretare i processi, e le relative tecnologie di base, attinenti alle macchine a fluido, alle macchine termiche e agli impianti di conversione energetica. Ciò consente all'allievo di padroneggiare i principi fondamentali della termodinamica e della fluidodinamica applicata alle macchine nonchè di affrontare i problemi applicativi inerenti l’utilizzo delle macchine a fluido quando inserite all’interno di impianti energetici.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce le competenze fondamentali per interpretare i processi funzionali e le configurazioni progettuali di base, attinenti alle macchine a fluido, alle macchine termiche e agli impianti di conversione energetica

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’obiettivo formativo del modulo di Macchine è quello di condurre gli allievi ad acquisire, comprendere e padroneggiare i principi che governano il funzionamento ed il progetto di massima delle macchine a fluido (idrauliche e termiche) intese come componenti di impianti energetici. Aspetto peculiare della modalità di insegnamento è il costante richiamo da parte del docente alla profonda unitarietà concettuale che collega tutte le macchine, intese come convertitori energetici, indipendentemente dalle grandi differenze tipologiche e funzionali che le caratterizzano.

Al termine delle lezioni gli allievi avranno acquisito le seguenti nozioni e competenze:

• Saper riconoscere e discutere criticamente la sostenibilità energetica ed ambientale delle possibili scelte tecnologico/impiantistiche mirate alla produzione energetica utilizzando fonti fossili e rinnovabili
• Essere in grado di comprendere il funzionamento e di individuare, a seconda degli impieghi previsti, le più appropriate tipologie di macchine operatrici idrauliche (pompe) al fine di ottimizzarne le prestazioni ed evitarne le criticità operative
• Corretto inquadramento dei complessi processi termo-fluido-dinamici e termo--chimici che hanno luogo nei generatori di vapore di grande potenza, così da giungere a interpretare le correlazioni tra i processi stessi e le configurazioni (di massima) dei componenti del generatore
• Saper rappresentare ciclo e schema impiantistico di un impianto a vapore di grande potenza discutendo le modalità richieste per ottimizzarne il rendimento
• Conoscere il funzionamento, discutere le prestazioni e individuare le tipologie più appropriate di turbine a vapore, monostadio e pluristadio, a fronte dei differenti impieghi richiesti, valutandone in particolare il livello di rendimento e la capacità di regolazione
• Riconoscere le varie tipologie di motori a combustione interna alternativi e saperne interpretare, a livello di base, le differenti caratteristiche di funzionamento con particolare riferimento alle modalità della distribuzione e della combustione (regolare e anomala).

MODALITA' DIDATTICHE

La grande varietà e l'ampiezza degli argomenti da venire trattati in un insegnamento di Macchine di primo livello non consentono (purtroppo) di affiancare le lezioni frontali con significative attività applicative e di laboratorio. Ciò non ostante, la disponibilità, nel Campus di Savona, di laboratori dedicati a macchine termiche e impianti di conversione energetica, rende comunque possibile l'effettuazione di visite con monitoraggio di macchine operative e impianti in funzionamento, così da condurre acquisizioni ed elaborazioni dati in tempo reale. Le lezioni frontali trattano in sequenza i numerosi e differenti argomenti oggetto dell'insegnamento i quali, a prima vista, possono apparire scollegati tra loro: questa difficoltà della disciplina 'Macchine' è ben nota. Ed è questo il motivo per cui la modalità didattica caratterizzante è rappresentata dai frequenti richiami 'trasversali', da parte del docente, indirizzati a far cogliere agli studenti la profonda unitarietà concettuale che, in quanto convertitori energetici, lega tutte le macchine a fluido, sia singole che inserite in impianti, malgrado le grandi differenze, tipologiche e funzionali, che le contraddistinguono. Ove possibile, le lezioni sono integrate da semplici esercizi applicativi sviluppati dal docente mentre il libro di testo è corredato da una ricca serie di schemi ed esercizi svolti che aiutano parecchio l'allievo nella sua preparazione.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Dopo un inquadramento sulle fonti di energia e sul loro più corretto sfruttamento a fronte delle sempre più pressanti esigenze di uno sviluppo realmente sostenibile, l'insegnamento pone le basi concettuali e funzionali delle macchine a fluido e delle macchine termiche intese sia in se stesse sia come componenti dei sistemi per la conversione dell’energia e la produzione di potenza. Particolare attenzione viene rivolta alla caratterizzazione tipologica delle macchine nonché ai fondamenti fluidodinamici, termodinamici e termochimici dei processi di interesse energetico ai fini di conseguire i migliori rendimenti di conversione e di limitare il più possibile gli impatti ambientali. Il modulo di Macchine è prevalentemente a carattere 'componentistico': in questo quadro, vengono quindi particolarmente prese in considerazione le macchine operatrici idrauliche (pompe), gli aeromotori, le caldaie di grande potenza, i componenti degli impianti a vapore, le turbine a vapore e i motori a combustione interna alternativi. Agli allievi è distribuito un programma molto dettagliato in termini di argomenti trattati a lezione, e dei corrispondenti capitoli/paragrafi del libro di testo su cui effettuare la preparazione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il libro di testo consigliato è il seguente (in 3 volumi):

G. Cornetti, F.Millo: 1) “Macchine idrauliche”; 2a) “Scienze termiche e macchine a vapore"; 2b) "Macchine a gas". Casa Editrice: Il Capitello, Torino. Ediz. 2015. (Parecchie copie del testo sono disponibili presso la Biblioteca del Campus di Savona)

Su argomenti specifici (quali ad es. gli aeromotori) il docente prepara e distribuisce alcuni Appunti aggiuntivi.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MASSIMO CAPOBIANCO (Presidente)

MARCO FOSSA (Presidente)

FERRUCCIO PITTALUGA (Presidente)

ANTONELLA PRIARONE

PIETRO ZUNINO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Il modulo è collocato nel secondo semestre.

Orari delle lezioni

MACCHINE

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

In aggiunta ad una/due semplici verifiche in itinere, più mirate ad indicare all'allievo il suo livello di preparazione che non ad incidere sulla votazione finale, la verifica dell'apprendimento consta di un esame scritto della durata di un'ora ed una prova orale. Ove lo scritto sia positivo, l'orale ne risulta molto avvantaggiato.  

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Le prove in itinere (circa 2), che non sono obbligatorie ma che comunque hanno un riflesso sulla valutazione complessiva, hanno più carattere 'didattico' (dare una indicazione agli allievi sull'avanzamento della loro preparazione). La prova scritta finale, della durata di un'ora, consiste in 4-5 domande che richiedono risposte a carattere più concettuale e di verifica della preparazione nel suo complesso, che non operativo quale la risoluzione di esercizi. All'allievo è richiesto esplicitamente di privilegiare l'uso di schemi sintetici, schizzi di massima e diagrammi, evidenziando i parametri che governano le prestazioni ed evitando estese discussioni teoriche. In altre parole, le domande della prova scritta tendono a verificare la padronanza da parte dell'allievo dei principi fondamentali che governano ogni macchina, motrice ed operatrice, intesa come convertitore energetico, indipendentemente dalla sua tipologia. La prova orale è molto indirizzata, e condizionata, dall'esito della prova scritta: ove questa sia stata positiva, l'orale ne risulta avvantaggiato in tutti i sensi.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità :

Fisica Tecnica