COMPLEMENTI DI MACCHINE
cod. 02018

Anno accademico 2011/12
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Macchine a fluido (ING-IND/08)
Field
A scelta dello studente
Tipologia attività formativa
A scelta dello studente
72 ore
di attività frontali
9 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

<br /> <br /> Il corso fornisce le conoscenze sulla teoria delle Macchine, necessarie all’Ingegnere meccanico, completando la preparazione fornita dal corso di Macchine AB (laurea). Le Macchine, secondo la tradizione nazionale, comprendono sia le macchine a fluido (componenti) che gli impianti motori (convertitori di energia primaria). Si introducono criteri di calcolo adeguati al rigore richiesto all’ingegnere moderno.

Prerequisiti

Macchine (corso di base)

Contenuti dell'insegnamento

<em><strong><br /> <br /> Lezioni</strong></em><br /> Energetica ed economia applicata: storia delle macchine, sfruttamento dell’energia idraulica; generalità sugli impianti termici, cicli e pseudocicli, 2° principio, la cifra di merito per i cicli termodinamici diretti, tipi e proprietà dei combustibili; sfruttamento dell’energia nucleare, principi.<br /> Metodi di analisi delle macchine a fluido: recupero e controrecupero, rendimenti di compressione e di espansione adiabatici, poltropici, isotermi; il cono di Stodola, caratteristica interna e meccanica di turbina; accoppiamento macchina operatrice-circuito a velocità variabile; gas perfetto, semi-perfetto, modello polinomiale; bilanci di energia in presenza di reazioni chimiche, dissociazione molecolare ad alta temperatura, temperatura finale di combustione adiabatica; generalità sulla rigenerazione negli impianti di potenza; applicazione della similitudine alle macchine a fluido; cenno all’aerodinamica 2D, portanza e resistenza dei profili alari.<br /> Impianti motori: Criteri di dimensionamento degli impianti idraulici, rigenerazione negli impianti a vapore, umidità in turbina e risurriscaldamento; tipi di reattori nucleari (a gas, BWR, PWR, LMFBR), cicli a vapore per impianti nucleari; impianti turbogas, processi aperti, matching dei componenti, tecniche di regolazione, funzionamento off-design; ripartizione della potenza negli impianti combinati, diversi schemi d’impianto, ricombustione, pressioni multiple, STIG; fondamenti di motori a combustione interna, cicli limite, riempimento, pressione media, sviluppo della combustione, bilancio energetico.<br /> Macchine a fluido e componenti degli impianti motori: rendimenti di stadio, ripartizione della potenza nelle ruote Curtis, effetti 3D negli stadi di turbina, limiti di potenza delle turbine a vapore; le tenute nelle turbomacchine, spinte assiali; turbine idrauliche, geometria delle palettature e triangoli delle velocità, diffusore allo scarico, cavitazione; analisi delle perdite nelle turbomacchine motrici e operatrici; scambiatori per impianti a vapore, condensatori e sottoraffreddamento, condensatori ad aria, torri di raffreddamento, preriscaldatori d’aria; compressori dinamici, stallo, pompaggio, caratteristica delle macchine pluristadio, campo di funzionamento, choking, stallo rotante; camere di combustione per turbine a gas, caldaie a recupero; compressori alternativi, spazio nocivo e rapporto di compressione massimo, staging e interrefrigerazione, compressori volumetrici rotativi, trasferitori e macchine con compressione interna, pompe alternative, pompe volumetriche rotative, il problema della regolarità della portata, casse d’aria.<br /> <br /> <em><strong>Esercitazioni</strong></em><br /> Applicazioni numeriche dei modelli termodinamici del gas e del vapor d’acqua, su accoppiamento pompa-circuito e su impianto combinato.<br /> Progetto di massima di: turbina Pelton, Banki, caldaia a tubi d’acqua, condensatore, pompa centrifuga, turbina a vapore, compressore alternativo.<br />

Programma esteso

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Bibliografia

<em><strong><br /> <br /> Testi consigliati</strong></em><br /> C. Caputo – Gli impianti convertitori di energia – Masson, Milano<br /> C. Caputo – Le macchine volumetriche – Masson, Milano<br /> C. Caputo – Le turbomacchine – Masson, Milano<br /> <br /> <em><strong>Testi di approfondimento </strong></em><br /> Acton O. & Caputo C. – Collana di Macchine a fluido, 4 voll. – UTET, Torino<br /> Haywood R.W. - Analysis of engineering cycles 3rd ed. – Pergamon press, Oxford <br /> Horlock J.H. – Combined power plants – Krieger, Malabar<br /> Horlock J.H. – Cogeneration – Krieger, Malabar<br /> Lozza G. – Turbine a gas e cicli combinati – Progetto Leonardo, Bologna

Metodi didattici

lezioni

Modalità verifica apprendimento

<br /> <br /> <br /> Prova scritta: esercizio e quiz a risposta chiusa.<br /> <br /> Prova orale.<br /> <br /> Per accedere alla prova orale è necessario aver sostenuto la prova scritta negli appelli in calendario.

Altre informazioni

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