OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

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)

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso ha l’obiettivo di fornire le conoscenze sull’architettura e il funzionamento delle macchine operatrici dinamiche e volumetriche a fluido incomprimibile (pompe e ventilatori) e comprimibile (compressori) e delle macchine motrici dinamiche a fluido incomprimibile e comprimibile (turbine). 

Tali conoscenze sono finalizzate alla comprensione del funzionamento delle macchine, nonché a fornire le capacità necessarie per saper scegliere nel modo più opportuno le macchine a fluido a seconda dell’utilizzo e del campo di impiego

MODALITA' DIDATTICHE

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.

PROGRAMMA/CONTENUTO

A)FABBISOGNO ENERGETICO, RISORSE E CONSUMI

Classificazione delle fonti primarie. Valutazione del fabbisogno mondiale ed italiano. Modalità di utilizzazione dell’energia.

B)ELEMENTI DI FLUIDODINAMICA APPLICATA ALLE MACCHINE, RICHIAMI DI TERMODINAMICA E COMBUSTIONE

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.

C)IMPIANTI IDROELETTRICI E TURBINE IDRAULICHE

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.

D)TURBINE A VAPORE E TURBINE A GAS

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.

E)POMPE VOLUMETRICHE E POMPE DINAMICHE

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.

F)COMPRESSORI VOLUMETRICI E COMPRESSORI DINAMICI

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.

G)ASPETTI AMBIENTALI DELLA GENERAZIONE DI ENERGIA.

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.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

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

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

EDWARD CANEPA (Presidente)

ALESSANDRO BOSIO

LOREDANA MAGISTRI

ALBERTO TRAVERSO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/8784/p/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame di MACCHINE prevede la sola prova orale in cui possono anche essere discussi tutti gli esercizi od eventuali esercitazioni svolte in aula.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.

L’esame consiste di norma in una prova orale composta da due domande riguardanti tutti gli argomenti sviluppati durante il corso.

Per superare l’esame è necessario dimostrare di possedere le conoscenze di base su tutti gli argomenti del corso; la gradazione del voto positivo da 18 a 30 è funzione dell’approfondimento e del rigore con cui il candidato dimostra di conoscere tali argomenti. 

L'accertamento delle conoscenze avviene sia attraverso una discussione verbale sia attraverso la valutazione della capacità dello studente di rappresentare con adeguati schemi, grafici e formule le problematiche in oggetto. 

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità :

Fisica Tecnica, Sistemi Energetici