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PORTALE DELLA DIDATTICA

Fondamenti di macchine

10IJIMK

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Energetica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 62
Esercitazioni in aula 18
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Marzano Mario Rocco - Corso 1 Professore Ordinario ING-IND/08 62 0 0 0 4
Poggio Alberto - Corso 2   Ricercatore ING-IND/09 62 0 0 0 8
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/08 8 B - Caratterizzanti Ingegneria energetica
2018/19
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.
The course aims to show the characteristics of thermal and hydrodynamic machines. It deals with a theoretical and a descriptive part. Particular attention is focused on the choice of the most appropriate machinery in order to maximize plant efficiency. Through the systematic application of the principles of thermo-fluid-dynamics to machine components, the module provides the students with the ability to choose engineering-plant solutions in energy conversion systems related to their applications. The module also aims at supplying the performance operations of the energy system in which the thermal and hydraulic machines are inserted.
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.
The student should be able to critically analyze thermal and hydraulic machines, with reference to their employment in design conditions and to carry out a preliminary design for steam turbine, gas turbine and reciprocating engine power plants in order to determine their performance.
Sono necessarie le conoscenze derivanti dai Corsi che trattano la Termodinamica e la Meccanica di base.
It is necessary to be familiar with the topics covered in the course of Fundamentals Engineering Thermodynamics, Heat transfer and Mechanics.
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
Introduction on fluid machines and power plants: definitions and classifications. Thermodynamic and Fluid-dynamic fundamentals. Mass flow rate in nozzles and diffusers. Euler's equation for turbomachines. Impulse and reaction turbines: main components and triangles of velocity; ideal and actual behaviour, specific work and efficiency. Velocity compounded impulse steam-turbine (Curtis turbine) Centrifugal and axial gas compressors: specific work, mass flow rate and absorbed power; characteristic curve. Centrifugal pumps: work head required, efficiency and adsorbed power; pump characteristic, cavitation. Flow rate control methods. Volumetric gas compressors: reciprocating compressor, ideal working cycle, characteristic losses and actual working cycle. Mass flow rate and absorbed power. Rotating compressors (rotary vane and Roots compressors): actual working cycle and absorbed power. Mass flow rate control methods for volumetric compressors. Reciprocating and rotating pumps. Power plants analysis: thermodynamic cycles and efficiency definitions. Example of a cogeneration power plant with reciprocating internal combustion engine and steam power plant or 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.
The classroom training consists in solving exercises and practical problems by applying the concepts covered in the lessons. The aim of the training is to give the students the order of magnitude of the main parameters and to improve their degree of understanding.
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.
The lectures subjects and text of exercises are available on Corse website. The student must provide for steam Mollier chart and related data sheets. Reference textbooks for improving the study 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. Diagrammi termodinamici/Tabelle del vapore d’acqua.
Modalità di esame: prova scritta;
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.
Exam: written test;
The exam is made up of a written test and it is composed of practical problems and open-ended questions related to the theory; the test duration is 3 hours. During the exam a clipboard book is allowed for the practical problems part only


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