Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni di base riguardanti il funzionamento delle macchine a fluido, ed in particolare delle turbomacchine comunemente impiegate in campo aerospaziale (turbocompressori assiali e centrifughi, turbine assiali e turbopompe, determinandone le prestazioni sia in funzionamento nominale che ¿fuori progetto¿) e dei motori alternativi. Indicativamente il corso è articolato in quaranta ore di lezione e sedici di esercitazione.

Conoscenza dei principi di funzionamento in condizioni nominali e fuori progetto e delle prestazioni delle turbomacchine e dei motori alternativi per uso aeronautico.

Elementi di termodinamica, fluidodinamica e meccanica di base.

Classificazione delle macchine a fluido. Richiami di termodinamica. Velocità del suono e proprietà di ristagno in una corrente fluida. Numero di Mach. Flusso adiabatico ed isoentropico di una corrente unidimensionale stazionaria. Pressione critica e condizioni di criticità. Lavoro di espansione e di compressione. Rendimenti adiabatici ed idraulici. Lavoro di recupero e di controrecupero. Compressione isoterma ed interrefrigerata.
Turbocompressori: Espressione del lavoro in una turbomacchina; triangoli di velocità. Compressore assiale: triangoli di velocità; lavoro, perdite e rendimento; grado di reazione. Mappa del compressore. Pompaggio, stallo rotante. Funzionamento fuori progetto, avviamento. Equilibrio radiale e cenni su criteri di svergolamento. Compressori centrifughi. Regolazione dei turbocompressori.
Turbine:Turbina assiale semplice ad azione; descrizione della macchina, triangoli di velocità, profili delle palettature; espressione del lavoro e del rendimento nel caso ideale e reale. Turbina assiale a salti di velocità; turbina a salti di pressione. Turbina assiale semplice a reazione; grado di reazione; triangoli di velocità e profili delle palettature; espressione del lavoro e del rendimento nel caso ideale e reale; confronto con la turbina ad azione. Accoppiamento turbina-compressore in turbine a gas monoalbero e in turbogetti monoalbero: linea di funzionamento.
Turbopompe: Definizioni delle grandezze caratteristiche di funzionamento e dei rendimenti delle macchine idrauliche operatrici. Caratteristica di una turbopompa centrifuga e assiale. Problematiche relative all¿installazione delle turbopompe: cavitazione ed NPSH.
Motori alternativi: Ciclo ideale, ciclo limite e ciclo indicato. Rendimenti. Coefficiente di riempimento. Pressione media indicata ed effettiva. Caratteristica meccanica. Influenza delle condizioni ambiente. Sovralimentazione.

Calcolo di portata e velocità di efflusso da ugelli. Prestazioni di turbocompressori. Regolazione di turbocompressori. Prestazioni di turbine a gas. Turbopompe. Motori alternativi

a) Testi di riferimento per il corso:
A. Beccari, Macchine, Vol. 1, CLUT, 1980.
G. Colasurdo, Motori alternativi (dispense)
b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
P.G. Hill, C.R. Peterson, Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, Addison-Wesley, 1992.

L¿esame è orale. Consiste in due o tre domande, relative al programma del corso, poste ad ogni candidato e sviluppate attraverso la discussione o lo svolgimento di brevi calcoli con una durata complessiva di circa 30 minuti