Scuola Politecnica Corso di Studi Laurea in Ingegneria Meccanica (sede di La Spezia) Curriculum Automazione e meccatronica Anno di corso/semestre 3/I Denominazione insegnamento Macchine Codice insegnamento 66163 Crediti formativi insegnamento 6 Settore scientifico disciplinare ING-IND/09 Tipo insegnamento Corso monodisciplinare Docente titolare Edward Canepa Obiettivi formativi Il corso si propone di fornire allo studente le conoscenze di base per l’analisi, la progettazione e l’esercizio delle macchine a fluido. Programma 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. Attività didattiche Ore previste Lezione 48 Esercitazione 0 Laboratorio 0 Corso integrativo 0 Riferimento bibliografici 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 Organizzazione del corso e modalità 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. Propedeuticità Fisica Tecnica, Sistemi Energetici
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