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MACCHINE

CODICE 80377
ANNO ACCADEMICO 2021/2022
CFU
  • 6 cfu al 2° anno di 10800 INGEGNERIA MECCANICA - ENERGIA E PRODUZIONE (L-9) - SAVONA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/08
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • SAVONA
  • PERIODO 2° Semestre
    MODULI Questo insegnamento è un modulo di:
    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

    Obiettivo del corso è quello di fornire all'allievo i fondamenti dello studio delle macchine a fluido di tipo volumetrico e dinamico al fine di analizzare il loro comportamento funzionale e valutare i principali aspetti prestazionali.

    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” - CittàStudi Edizioni, 2020.
    • G. Cornetti, F. Millo - “Macchine idrauliche”, “Macchine a gas” - Il Capitello, 2015.
    • G. Ferrari -  "Motori a combustione interna" - Esculapio, 2016.
    • O. Acton, C. Caputo - “Compressori ed espansori volumetrici”, UTET, 1992.
    • O. Acton - “Turbomacchine”, UTET, 1992.

    DOCENTI E COMMISSIONI

    Commissione d'esame

    MARCO FOSSA (Presidente)

    DARIO BARSI

    ALESSIA BOCCALATTE

    MATTEO DELLACASAGRANDE

    MATTEO LUZZI

    SILVIA MARELLI

    SAMUELE MEMME

    ANTONELLA PRIARONE

    DANIELE SIMONI

    VITTORIO USAI

    GIORGIO ZAMBONI

    MASSIMO CAPOBIANCO (Presidente Supplente)

    PIETRO ZUNINO (Presidente Supplente)

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    Colloquio orale sugli argomenti trattati nel corso delle lezioni ed esercitazioni.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    L'esame svolto sotto forma di colloquio orale verterà sugli argomenti trattati nell’ambito delle lezioni ed avrà lo scopo di valutare non soltanto il raggiungimento di un adeguato livello di conoscenza, ma anche l’acquisizione di capacità di analisi e di ragionamento critici, nonchè la capacità di correlare i diversi argomenti affrontati. Saranno inoltre oggetto di valutazione la chiarezza espositiva e l’utilizzo corretto della terminologia tecnica.

    Calendario appelli

    Data Ora Luogo Tipologia Note
    22/12/2021 14:30 SAVONA Orale
    14/01/2022 14:30 SAVONA Orale
    09/02/2022 14:30 SAVONA Orale
    13/06/2022 14:30 SAVONA Orale
    11/07/2022 15:00 SAVONA Orale
    02/09/2022 14:30 SAVONA Orale

    ALTRE INFORMAZIONI

     

    Propedeuticità:

    - Conoscenze di base di termodinamica e meccanica dei fluidi.