CODICE 80377 ANNO ACCADEMICO 2019/2020 CFU 6 cfu anno 2 INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E PRODUZIONE 10800 (L-9) - SAVONA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/08 LINGUA Italiano SEDE SAVONA PERIODO 2° Semestre MODULI Questo insegnamento è un modulo di: FISICA TECNICA + MACCHINE MATERIALE DIDATTICO AULAWEB 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 Al termine del corso lo studente dovrà acquisire una conoscenza di base relativamente al funzionamento delle macchine a fluido di tipo volumetrico e dinamico ed essere in grado di valutarne i principali aspetti prestazionali. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni ed esercitazioni. PROGRAMMA/CONTENUTO A. Macchine volumetriche - Richiami e concetti introduttivi Classificazione delle macchine a fluido. L’equazione dell’energia e l’espressione del lavoro. Rendimenti di conversione nelle macchine a fluido. Scambio di lavoro nelle macchine volumetriche. - Motori a combustione interna alternativi (MCI) Cenni storici e campi applicativi dei MCI. Richiami sul funzionamento ideale dei MCI e sui cicli termodinamici di riferimento. Il funzionamento reale dei MCI: diagrammi polari della distribuzione, diagrammi indicati, pressione media indicata ed effettiva, concetto di coefficiente di riempimento, espressioni della potenza. Processi di combustione regolare e anomala nei MCI ad accensione comandata e per compressione. Regolazione dei MCI: regolazione per quantità e per qualità, cenno ai sistemi alternativi di regolazione. Curve caratteristiche dei MCI. La sovralimentazione dei MCI: schemi impiantistici fondamentali, campi applicativi, problematiche operative, potenza del compressore e della turbina. Emissioni inquinanti dei MCI: sostanze inquinanti emesse dai MCI, influenza del processo di combustione e dei parametri operativi, principali sistemi e dispositivi per il controllo e l’abbattimento delle emissioni dei MCI ad accensione comandata e Diesel. - Macchine operatrici volumetriche Compressori volumetrici alternativi: principio di funzionamento, caratteristiche costruttive, ciclo di lavoro, regolazione. Compressori volumetrici rotativi: compressori a palette, a lobi, ad anello liquido, a vite. Pompe volumetriche: macchine alternative e rotative, principio di funzionamento, tipologie costruttive. Curve caratteristiche. Accoppiamento della macchina con il circuito. B. Turbomacchine - Classificazione, conformazione, esempi ed applicazioni delle turbomacchine Motrici ed operatrici. Per conversione energetica, per propulsione. Assiali e radiali. Monostadio e pluristadio. A fluido comprimibile, a fluido incomprimibile. A gas, a vapore, idrauliche. - Caratteristiche geometriche delle turbomacchine Piano meridiano, sezione frontale, sviluppo delle superfici di flusso assialsimmetriche. Definizione geometrica dei profili palari. - Equazioni fondamentali delle turbomacchine Teoria Monodimensionale. Equazione della continuità. Equazione dell’energia per i sistemi aperti: nel sistema assoluto, nel sistema relativo. Definizione di pressione ed entalpia totale. Trasformazioni di compressione ed espansione nel piano entalpico. Calcolo della velocità nei condotti. Relazione cinematica fondamentale delle turbomacchine, triangoli delle velocità. Equazione della quantità di moto in una palettatura. Momento della quantità di moto. Equazione di Eulero delle turbomacchine, scambio energetico nelle palettature. Calcolo delle forze nelle palettature delle macchine assiali. - Turbine assiali Funzionamento, conformazione, triangoli delle velocità, grado di reazione. Curve caratteristiche. - Compressori assiali Funzionamento, conformazione, triangoli delle velocità, grado di reazione. Incremento di pressione. Curve caratteristiche. - Turbine a vapore Caratteristiche funzionali ed architettura. - Turbine a gas Caratteristiche funzionali ed architettura. - Turbine idrauliche Caratteristiche funzionali ed architettura. - Pompe, ventilatori e compressori centrifughi Funzionamento, conformazione, triangoli delle velocità, grado di reazione. Prevalenza ed incremento di pressione. Rendimenti, curve caratteristiche, cavitazione. TESTI/BIBLIOGRAFIA M. Capobianco - “Macchine volumetriche” – Appunti del corso. R. Della Volpe - “Macchine” - Liguori Editore, 2011. V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico - “Macchine a fluido” - De Agostini (CittàStudi Edizioni), 2015. G. Cornetti, F. Millo - “Macchine idrauliche”, “Macchine a gas” - Il Capitello, 2015. G. Ferrari - "Motori a combustione interna" - Il Capitello, 2008. O. Acton, C. Caputo - “Compressori ed espansori volumetrici”, UTET, 1992. O. Acton - “Turbomacchine”, UTET, 1992. DOCENTI E COMMISSIONI MASSIMO CAPOBIANCO Ricevimento: Il ricevimento studenti avviene su appuntamento (con richiesta per e-mail a massimo.capobianco@unige.it). PIETRO ZUNINO DARIO BARSI 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 L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME Colloquio orale sugli argomenti trattati nel corso delle lezioni ed esercitazioni. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 09/01/2020 14:30 SAVONA Orale 22/01/2020 10:00 SAVONA Scritto 23/01/2020 10:00 SAVONA Orale 12/02/2020 14:30 SAVONA Orale 26/02/2020 10:00 SAVONA Scritto 27/02/2020 10:00 SAVONA Orale 10/06/2020 14:30 SAVONA Orale 02/07/2020 14:30 SAVONA Orale 04/09/2020 14:30 SAVONA Orale 26/10/2020 14:30 SAVONA Orale ALTRE INFORMAZIONI Propedeuticità: - Conoscenze di base di termodinamica e meccanica dei fluidi.