Nell’insegnamento verranno esposti i concetti fondamentali di carattere costruttivo, termodinamico e fluidodinamico necessari ad una corretta comprensione e valutazione del funzionamento delle macchine e degli impianti nei quali sono inserite. Ne deriverà un esperto in grado di operare sia per gli impianti, sia per le macchine che li compongono, le scelte più opportune sotto l’aspetto funzionale, energetico, economico ed ambientale. La preparazione acquisita sarà poi la base fondamentale per la comprensione completa dei successivi corsi di specializzazione per coloro che sceglieranno di accedere alla laurea magistrale.

Le competenze acquisite, di carattere termodinamico, fluidodinamico e funzionale consentiranno al futuro ingegnere di sviluppare per le macchine e per gli impianti quelle valutazioni quantitative e quei calcoli necessari ad assumere le decisioni scientificamente, tecnicamente ed economicamente più corrette.

Sono necessarie le conoscenze derivanti dai Corsi che trattano la Termodinamica e la Meccanica di base.

Generalità sulle macchine e sugli impianti: definizioni e classificazioni. Richiami di Termodinamica e di Fluidodinamica per l’applicazione alle macchine a fluido e agli impianti. Moto dei fluidi nei condotti. Equazione di Eulero per la determinazione del lavoro in una turbomacchina. Turbomacchine motrici: conformazione di una turbina semplice di tipo assiale ad azione e a reazione nel caso ideale e reale, triangoli di velocità, lavoro massico e rendimento. Turbina a vapore a “salti di velocità” (ruota Curtis). Turbomacchine operatrici: compressore centrifugo e assiale; espressione del lavoro, della portata e della potenza assorbita; caratteristica monometrica del compressore. Turbopompe centrifughe: prevalenza, rendimenti e potenza assorbita; caratteristica della pompa; fenomeni di cavitazione. Regolazione delle turbopompe. Macchine volumetriche operatrici: compressori alternativi, ciclo ideale, perdite caratteristiche e ciclo reale. Determinazione della portata e della potenza assorbita. Compressori volumetrici rotativi: compressore a palette e compressore Roots; ciclo di lavoro e potenza assorbita. Metodi di regolazione dei compressori volumetrici. Pompe volumetriche alternative e rotative. Analisi degli impianti motore: cicli termodinamici e definizione dei rendimenti. Esempio di un impianto con motore alternativo a combustione interna per cogenerazione e di un impianto con turbina a vapore o turbogas

Le esercitazioni in aula consistono nello svolgimento di esercizi e problemi pratici in applicazione dei concetti trattati a lezione, con lo scopo di abituare alle applicazioni numeriche e di migliorare la comprensione dei fenomeni che avvengono nelle macchine a fluido.

Sono disponibili sul Portale della Didattica dispense relative alla parte teorica e i testi delle esercitazioni teoriche. Lo studente deve provvedere invece autonomamente per i Diagrammi termodinamici/Tabelle del vapore d’acqua. Testi consigliati per approfondimenti A. Capetti: Motori Termici. Ed. UTET, 1967. A.E. Catania: Complementi di macchine. Ed. Levrotto & Bella, 1979. G. Cornetti: Macchine a Fluido, Ed. Il Capitello, 2006. G. Cornetti. R. della Volpe: Macchine. Ed. Liguori, 2011.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

L’esame si svolge in forma scritta sia per la parte riguardante gli esercizi, sia per la parte inerente alla teoria, per la quale le domande sono poste in forma aperta. La durata complessiva dell’esame è di tre ore ed è possibile consultare gli appunti solamente durante la parte relativa agli esercizi.