OBIETTIVI FORMATIVI

Fornire le nozioni per la conoscenza e la comprensione dei principi di funzionamento delle macchine motrici ed operatrici e dei relativi impianti, e delle tipologie impiegate a bordo. Fornire i criteri di scelta e di corretta installazione delle macchine, illustrare gli aspetti funzionali relativi alla regolazione.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso intende fornire agli allievi conoscenze sulle principali tipologie di macchine a fluido, con particolare riferimento a quelle utilizzate nel settore della propulsione navale. Saranno trattate le principali macchine a fluido motrici ed operatrici (turbine, compressori, pompe, motori a combustione interna alternativi) anche con riferimento alle problematiche energetiche ed ambientali.

La partecipazione attiva alle lezioni frontali e lo studio individuale permetteranno allo studente di:

- individuare le principali caratteristiche dei motori a combustione interna impiegate nei differenti ambiti applicativi;

- conoscere le principali problematiche relative all’impatto ambientale di motori a combustione interna;

- individuare le principali caratteristiche delle turbomacchine impiegate nei differenti ambiti applicativi.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso prevede lezioni in aula sugli argomenti indicati nel programma ed esercizi numerici su specifici aspetti correlati agli argomenti trattati a lezione.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Lezioni

• Nozioni fondamentali per lo studio delle macchine e dei sistemi energetici - Equazione dell’energia ed espressioni del lavoro per un sistema chiuso e aperto - Classificazione delle macchine a fluido - Scambio di lavoro nelle macchine volumetriche e nelle macchine dinamiche - Equazione di Eulero - Rendimenti di conversione nelle macchine a fluido
• Motori a combustione interna alternativi (MCI) – Classificazioni, nomenclatura e settori di applicazione - Cicli termodinamici di riferimento - Funzionamento ideale e reale dei MCI ad accensione comandata e per compressione a due e quattro tempi - La combustione nei MCI - Espressioni della potenza effettiva - Variabili di controllo del sistema motore – Sistemi di alimentazione del combustibile nei MCI Diesel - Caratteristiche meccaniche, caratteristiche di regolazione, piani quotati - La regolazione convenzionale dei MCI ad accensione comandata e Diesel - La sovralimentazione dei MCI – Le emissioni inquinanti dei MCI e sistemi di post-trattamento dei gas di scarico.
• Macchine a fluido operatrici – Compressori volumetrici – Compressori dinamici – Inserimento di un compressore in un circuito – Curve caratteristiche - Pompe volumetriche – Pompe dinamiche – Problemi operativi delle pompe: punto di funzionamento e regolazione della portata, accoppiamento in serie ed in parallelo, avviamento, pompaggio e cavitazione.
• Impianti motori con turbina a gas e a vapore – Schemi impiantistici, caratteristiche e tipologie degli impianti turbogas - Cicli termodinamici di riferimento – Generalità sui cicli a vapore – Metodi per aumentare il rendimento – I componenti degli impianti a vapore: generatori di vapore, turbine a vapore, condensatori e scambiatori di calore.

Esercitazioni

• Calcolo dei parametri operativi di pompe, compressori, motori a combustione interna e dei principali sistemi energetici.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in aulaweb. Gli appunti presi durante le lezioni ed il materiale in aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame.

• S. Marelli: “Macchine 1” – Appunti del corso.
• R. Della Volpe – Macchine – Liguori, 2011.
• G. Cornetti, F.Millo – Macchine Idrauliche – Il Capitello, 2015.
• G. Cornetti, F.Millo – Scienze termiche e macchine a vapore – Il Capitello, 2015.
• G. Cornetti, F.Millo – Macchine a gas – Il Capitello, 2015.
• G. Ferrari – Motori a Combustione Interna – Il Capitello, 2005.
• V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, “Macchine a fluido”, Città Studi Edizioni, 2015.