MACCHINE
Anno accademico e docente
Non hai trovato la Scheda dell'insegnamento riferita a un anno accademico precedente?
Ecco come fare >>
- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- MICHELE PINELLI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- ING-IND/08
Obiettivi formativi
- 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 a fornire le capacità necessarie per saper scegliere e gestire nel modo più opportuno le macchine a fluido utilizzate nei processi industriali.
Prerequisiti
- Per sostenere l’esame è obbligatorio aver superato gli esami dei corsi di “Analisi matematica”, “Geometria e algebra”, “Fisica generale I” e “Disegno tecnico industriale”; è necessario inoltre avere acquisito e assimilato le conoscenze fornite dal corso di “Fisica Tecnica”.
Contenuti del corso
- Il corso prevede 60 ore di didattica frontale in aula tra lezioni ed esercitazioni, a cui vanno aggiunte 2 ore di esercitazioni guidate in laboratorio del corso integrato di “Macchine + Tecniche di Misura”, che verranno svolte in gruppi. Gli argomenti sviluppati durante le lezioni in aula sono i seguenti
1) Equazioni del moto dei fluidi (5 ore).
2) Pompe dinamiche (15 ore).
Architettura della pompa centrifuga, prestazioni, cenni sulla teoria della similitudine, caratteristica teorica e reale. Pompa a flusso assiale: architettura, caratteristiche e triangoli di velocità. Cavitazione, definizione di NPSH richiesto e disponibile, determinazione dell'altezza massima di aspirazione, verifica a cavitazione. Adescamento, pompe autoadescanti. Punto di funzionamento di una pompa e regolazione della portata. Procedura di scelta di una pompa. Caratteristica di pompe in serie e in parallelo. Pompa multicellulare.
3) Ventilatori (3 ore).
Architetture, caratteristiche di funzionamento, variazioni delle prestazioni con la densità del fluido elaborato. Procedura di scelta di un ventilatore.
4) Pompe volumetriche (2 ore).
Architetture di pompe volumetriche alternative e rotative. Definizione di cilindrata, portata teorica e reale, caratteristica teorica e reale. Espressione della potenza. Problematiche.
5) Macchine motrici a fluido incomprimibile (8 ore).
Turbine Pelton, Francis, ad elica e Kaplan: architetture, moto del fluido, prestazioni.
6) Fluidi comprimibili (7 ore).
Trasformazioni termodinamiche nelle macchine. Rendimenti isentropico e politropico. Equazioni del flusso stazionario unidimensionale isentropico di un gas perfetto in un condotto di area variabile.
7) Macchine motrici a fluido comprimibile (6 ore).
Architetture di turbine a gas e a vapore. Stadio di turbina assiale: triangoli di velocità, trasformazione termodinamica, espressione del lavoro, definizioni di rendimento isentropico “total-to-total” e “total-to-static”, di coefficienti di carico e di portata e di grado di reazione. Stadio con velocità allo scarico assiale, stadio ad azione, stadio a reazione con grado di reazione 0.5. La turbina pluristadio: architetture, prestazioni.
8) Compressori dinamici (9 ore).
Architetture. Stadio di compressore assiale e radiale: trasformazione termodinamica, triangoli di velocità, espressione del lavoro e della potenza, legame coefficiente di carico-coefficiente di portata, curve di prestazione. Compressore pluristadio: architettura, curve di prestazione.
9) Compressori volumetrici (5 ore).
Architetture di compressori volumetrici alternativi e rotativi. Diagrammi di indicatore, definizione di rendimento volumetrico. Espressione della potenza. Regolazione dei compressori volumetrici. Metodi didattici
- Il corso è organizzato nel seguente modo:
• lezioni ed esercitazioni numeriche in aula sugli argomenti del corso (60 ore);
• esercitazioni guidate del corso integrato di “Macchine + Tecniche di Misura”, che verranno svolte in gruppi nel laboratorio di Macchine (2 ore per gruppo), dove verranno mostrate alcune delle macchine e dei dispositivi trattati durante il corso e su questi verranno effettuate delle misure finalizzate alla determinazione delle loro prestazioni. 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 “Macchine + Tecniche di Misura” consiste di norma in una prova scritta di quattro quesiti, due esercizi numerici e due domande teoriche, riguardanti gli argomenti trattati nel corso di “Macchine + Tecniche di Misura” (un esercizio numerico e un a domanda teorica 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; la gradazione del voto positivo da 18 a 30 è funzione dell’approfondimento e del rigore con cui il candidato dimostra di conoscere gli argomenti trattati nel corso. Testi di riferimento
- Testi consigliati
- Negri di Montenegro G., Bianchi M., Peretto A., - Sistemi energetici e macchine a fluido - 1” - Pitagora Editrice, Bologna.
- Cantore G. – Macchine – Progetto Leonardo (Ed. Esculapio), 1996.
- Minelli G. – Macchine idrauliche – Pitagora.
Testi di consultazione
- Bettocchi R., Spina P.R., - Propulsione aeronautica con turbogas (Appunti tratti dalle lezioni di Propulsione Aerospaziale II) - 2a Ed. - Pitagora Ed., Bologna, 2002.
- Cohen H., Rogers G.F.C., Saravanamuttoo H.I.H. - Gas Turbine Theory - Longman, 1996.
- Cornetti G., Millo F., - Macchine idrauliche - Vol. 1, Ed. Il Capitello
- Cornetti G., Millo F., - Scienze termiche e macchine a vapore - Vol. 2a, Ed. Il Capitello
- Cornetti G., Millo F., - Macchine a gas - Vol. 2b, Ed. Il Capitello
- Hill P.G., Peterson C.R. - Mechanics and Thermodynamics of Propulsion - Addison Wesley, 1992.
- Horlock J.H. - Axial Flow Compressors - Butterworths, 1958.
- Morandi G., - Macchine ed apparecchiature a vapore e frigorifere - Pitagora Editore.
- 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.
Altro materiale didattico
Le immagini proiettate durante il corso sono disponibili al link:
http://www.unife.it/ing/meccanica/insegnamenti/Macchine/
