TURBOMACCHINE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2015/2016
- Docente
- PIER RUGGERO SPINA
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- INDUSTRIALE
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ING-IND/08
Obiettivi formativi
- Il corso ha l’obiettivo di fornire metodologie di base per affrontare la progettazione fluidodinamica delle turbomacchine. Vengono fornite le conoscenze e gli strumenti per effettuare il dimensionamento “esterno”, mediante l’uso di correlazioni statistiche, la progettazione monodimensionale di turbomacchine a flusso radiale e a flusso assiale, e la progettazione bidimensionale di turbomacchine a flusso assiale, con l’utilizzo di tecniche aerodinamiche. Le metodologie fornite sono finalizzate a fornire le capacità necessarie per effettuare la progettazione fluidodinamica preliminare delle turbomacchine.
Prerequisiti
- Conoscenze acquisite nel corso di "Macchine" del CdL in Ingegneria Meccanica
Contenuti del corso
- Il corso prevede 48 ore di didattica frontale in aula, tra lezioni ed esercitazioni. Gli argomenti sviluppati durante il corso sono i seguenti:
1) Definizione di turbomacchina; analisi dimensionale e teoria della similitudine; classificazione delle turbomacchine; correlazioni statistiche per il dimensionamento esterno delle turbomacchine (6 ore).
2) Teoria monodimensionale delle turbomacchine a fluido incomprimibile; tracciamento delle linee meridiane di corrente; valutazione dell'influenza del numero finito di pale secondo Stodola e Pfleiderer; procedure per il progetto di turbomacchine a flusso radiale e a flusso assiale; tracciamento del profilo palare con i metodi punto a punto e della rappresentazione conforme; dimensionamento della voluta (12 ore).
3) Teoria sul flusso bidimensionale. Aerodinamica dei profili: influenza del numero di Mach, variazione delle prestazioni al variare dell’allungamento e del rapporto spessore/corda; risultati forniti dalla teoria aerodinamica; sovrapposizione degli effetti aerodinamici; profili NACA (10 ore).
4) Prestazioni dei profili posti in schiera; valutazione dell'effetto schiera; progettazione e verifica di schiere fisse e schiere mobili di turbomacchine assiali con i metodi di Weinig, Howell e Carter; disegno della pala e congruenze aerodinamiche; determinazione degli spessori palari (12 ore).
5) Progettazione di una turbomacchina radiale con il metodo monodimensionale o di una turbomacchina assiale con il metodo bidimensionale e disegno della geometria ottenuta al CAD 3D (8 ore). Metodi didattici
- Il corso è organizzato nel seguente modo:
• lezioni (40 ore);
• esercitazioni (8 ore), nell’ambito del corso integrato di “Turbomacchine + Progettazione Fluidodinamica delle Macchine”, dove verrà sviluppato il progetto di una turbomacchina radiale con il metodo monodimensionale o di una turbomacchina assiale con il metodo bidimensionale e verrà disegnata la geometria ottenuta al CAD 3D. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
L’esame del corso integrato di “Turbomacchine + Progettazione Fluidodinamica delle Macchine” viene svolto in modo integrato e consiste di norma in:
• presentazione e discussione di un progetto sviluppato in gruppo durante le esercitazioni del corso integrato; gli studenti saranno divisi in gruppi e ad ogni gruppo sarà affidato un progetto, che di norma consiste nell’effettuare l’analisi fluidodinamica con tecniche di CFD di una geometria fornita, proponendo eventualmente modifiche alla geometria per migliorarne le prestazioni;
• due quesiti riguardanti gli argomenti trattati nei corsi di “Turbomacchine” e “Progettazione Fluidodinamica delle Macchine” (un quesito per ciascuna parte del corso integrato).
Per superare l’esame è necessario dimostrare di possedere le conoscenze di base su tutti gli argomenti del corso integrato. Nella definizione del voto positivo pesa per circa il 75 % la presentazione e discussione del progetto; la gradazione del voto da 18 a 30 è funzione del rigore e della chiarezza con cui viene presentato e discusso il progetto e dell’approfondimento e del rigore con cui il candidato dimostra di conoscere gli argomento trattati nel corso integrato. Testi di riferimento
- Testi consigliati
- Bettocchi R. - Turbomacchine - Pitagora Ed., Bologna, 1994.
Testi di consultazione
- Acton O. - Turbomacchine - UTET, 1986.
- Acton O., Caputo C. - Introduzione allo studio delle macchine - UTET, 1979
- Abbott I.H.,Von Doenhoff A.E. - Theory of Wing Sections - Dover Publications, 1959.
- Csanady G.T. - Theory of Turbomachines - McGraw Hill, 1964.
- Dixon S.D. - Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery - Elsevier, 2010.
- Eckert B. - Axialkompressoren und radialkompressoren - Springer Verlag, 1953.
- Lazarkiewicz S.,Troskolanski A.T. - Impeller Pumps - Pergamon Press, 1965.
- Osnaghi G. - Macchine fluidodinamiche - CLUP, Milano, 1979.
- Pfleiderer C., Peterman H. - Turbomacchine - Tecniche Nuove, 1985
- Pope A. - Wind Tunnel Testing - John Wiley & Sons, 1954.
- Sandrolini S., Borghi M., Naldi, G. – Turbomacchine termiche. Turbine – Pitagora, 1992.
- Sandrolini S., Naldi G. – Macchine 1. Fluidodinamica e termodinamica delle turbomacchine – Pitagora, 1997.
- Sandrolini S., Naldi G. – Macchine 2. Le turbomacchine motrici e operatrici – Pitagora, 1998.
- Riegels F.W. - Aerofoil Sections - Butterworths, 1961.
- Ventrone G. - Le turbomacchine - Libreria Cortina, Padova, 1975.
- Wislicenus G.F. - Fluid Mechanics of Turbomachinery - Dover Publications, 1965.
