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.