Il corso fornisce i fondamenti per la progettazione e l'esercizio di componenti destinati a elaborare significative quantità di energia. Richiamati i fondamenti di termodinamica e di termofluidodinamica, vengono illustrati i motori a combustione interna, le pompe volumetriche (alternative e rotative) e quelle centrifughe, i compressori volumetrici e dinamici (assiali e radiali)
Il corso sarà tenuto prevalentemente attraverso lezioni frontali di tipo tradizionale, con l'ausilio di presentazioni atte alla caratterizzazione degli schemi costruttivi e funzionali delle macchine per la conversione dell'energia.
Classificazione delle fonti primarie. Valutazione del fabbisogno mondiale ed italiano. Modalità di utilizzazione dell’energia.
Equazione dell’energia nelle diverse formulazioni, equazione di Eulero, equazione di Hugoniot e considerazioni sugli ugelli. Espansione (recupero) e compressione (controrecupero). Flusso assiale e radiale, triangolo delle velocità. Rendimenti, frazione utilizzabile e utilizzata. Grado di reazione. Richiami di combustione.
Gestione delle risorse idrauliche. Gli impianti idraulici ad acqua fluente e a bacino. Condotto di aspirazione. La cavitazione. Richiami della teoria della similitudine, numero di giri specifico e diagrammi utili alla progettazione degli impianti. Le turbine Pelton, Francis e Kaplan (Elica): caratteristiche principali e funzionamento in regolazione, curve caratteristiche.
Effetto del grado di reazione sui triangoli di velocità. Turbine ad azione e a reazione e relativo confronto. Condizioni di massimo rendimento. Soluzioni monostadio e pluristadio e relativo confronto. Confronto fra turbine a gas e turbine a vapore.
Elementi teorici generali. Diagramma piezometrico. Altezza di aspirazione (NPSH). Esempi di macchine. Pompe volumetriche alternative e rotative. Pompe centrifughe. Curve caratteristiche ideali e reali. Scelta di una pompa. Stabilità. Pompe in serie e in parallelo. Principali sistemi di regolazione della portata delle pompe centrifughe.
Compressori volumetrici: costituzione e diagramma delle fasi. Lavoro limite. Rendimento volumetrico. Diagramma reale. Spazio nocivo. Compressori alternativi a più stadi. Inter-
refrigerazione. Regolazione della portata. Compressori volumetrici rotativi e a vite. Principali sistemi di regolazione della portata.
Compressori dinamici: Descrizione e funzionamento. Curve caratteristiche. Il compressore nel circuito. I compressori assiali.
Emissione ed abbattimento del particolato. L’effetto serra. Gli ossidi di zolfo e la desolforazione. Gli ossidi di azoto NOx ed il contenimento delle loro emissioni. Il monossido di carbonio. Gli idrocarburi incombusti.
ACTON O., CAPUTO C. - (1) Introduzione allo studio delle macchine; (2) Impianti motori; (3) Compressori ed espansori volumetrici; (4) Turbomacchine - UTET
CLUP A. - Principles of energy conversion - McGraw-Hill
DELLA VOLPE R. - Principi di macchine a fluido - Liguori
DIXON S.L. - Thermodynamics of Turbomachinery - Pergamon
SANDROLINI S, NALDI G. - Macchine - Pitagora
STECCO S. - Impianti di conversione energetica - Ed. Pitagora
Ricevimento: Il ricevimento degli studenti è fissato il martedì presso l’ufficio posto nella sede di Villa Cambiaso (DIME, sezione Maset). Gli studenti sono comunque i benvenuti anche fuori dal giorno di ricevimento, è consigliato un appuntamento via email.
EDWARD CANEPA (Presidente)
ALESSANDRO BOSIO
LOREDANA MAGISTRI
ALBERTO TRAVERSO
MACCHINE
L’esame di MACCHINE prevede la sola prova orale in cui possono anche essere discussi tutti gli esercizi od eventuali esercitazioni svolte in aula.
Lo studente deve dimostrare una buona padronanza della materia impartita, sia attraverso una discussione verbale sia attraverso una rappresentazione grafica dei principali layout trattati nel corso
Propedeuticità :
Fisica Tecnica, Sistemi Energetici
