Il modulo, mira a fornire i fondamenti delle macchine a fluido, analizzando gli aspetti costruttivi, i principi di funzionamento e le prestazioni di esse, anche al di fuori delle condizioni di progetto, a livello sia del singolo componente sia degli impianti in cui sono inserite.
Applicando sistematicamente i principi della termofluidodinamica-energetica a sistemi di conversione dell'energia e a loro componenti, il modulo fornisce le competenze necessarie non solo per consentire la scelta di una macchina e di una soluzione impiantistica in relazione alla rispettiva utilizzazione, ma anche per affrontare e risolvere problematiche specifiche di progetto integrando le nozioni acquisite con ulteriori approfondimenti in settori più specifici.

Sono propedeutiche le nozioni acquisite nei corsi: Termodinamica e Termocinetica, Meccanica applicata, Meccanica dei fluidi.

Generalità sulle macchine a fluido e aspetti costruttivi.
- Classificazione delle macchine e dei sistemi energetici a fluido e loro applicazioni. Fonti energetiche primarie.
- Turbomacchine: palettature e loro principi di funzionamento.
- Macchine volumetriche: motori a combustione interna, compressori alternativi e rotativi.
Principi di conversione dell'energia e termofluidodinamica delle macchine e dei sistemi energetici.
- Leggi di conservazione per processi reali in sistemi a fluido e applicazioni ai motori termici e alle turbomacchine. Valutazioni dell'entropia massica e globale e delle sue variazioni in processi elementari o finiti di sistemi energetici a fluido. Bilancio exergetico e suoi aspetti applicativi.
- Poteri calorifici e loro utilizzazione nell'analisi termodinamica della combustione. Combustione, ideale e reale, a volume e a pressione costante; combustione in flusso permanente.
- Principi di termofluidodinamica delle turbomacchine; triangoli di velocità ed espressione euleriana del lavoro interno; trasformazioni nei condotti delle turbomacchine: ugelli e diffusori.
- Schemi, cicli termodinamici e problemi fondamentali negli impianti motori: rendimenti e consumi dei motori termici.
Sistemi a combustione
- Componenti statici e dinamici di impianti motori termici. Generatori di vapore e combustori: bilanci e rendimenti.
- Turboespansori e turbocompressori: rendimenti interni; analisi unidimensionale del flusso; criteri di progetto e di ottimizzazione; criteri di scelta; similitudine fluidodinamica; mappe delle prestazioni.
- Impianti di turbine a gas: analisi del rendimento ideale; dipendenza del rendimento del ciclo reale dai vari parametri di funzionamento; mezzi per aumentare il rendimento del ciclo.
- Motori alternativi a combustione interna: analisi delle prestazioni; cicli di lavoro ideali e reali; diagrammi della distribuzione; modelli dei cicli di lavoro; potenza utile, rendimento organico, coefficiente di riempimento e parametri caratteristici delle prestazioni; influenza delle condizioni ambiente sulle prestazioni; caratteristica meccanica.
Aspetti applicativi della termofluidodinamica delle macchine e loro regolazione
- Stallo e pompaggio nei turbocompressori; punto di funzionamento e regolazione dei turbocompressori; criteri di scelta di un turbocompressore
- Regolazione di turbine a gas monoalbero e bialbero.
Impianti a ricupero e a ciclo combinato
-Impianti di turbine a vapore e loro regolazione.
-Impianti a ciclo combinato gas-vapore; criteri di progetto e di regolazione.
Sistemi idraulici e pneumatici di trasmissione dell¿energia
-Turbomacchine idrauliche. Cavitazione nelle macchine idrauliche.

Le esercitazioni in aula consistono nello svolgimento di esercizi e problemi pratici in applicazione dei concetti trattati a lezione, con lo scopo sia di fornire gli ordini di grandezza dei parametri, sia di migliorare il grado di apprendimento.


Verrà svolta una delle seguenti attività.
_Viaggi di Istruzione. Visite guidate a stabilimenti per permettere all'allievo di prendere visione diretta di impianti motori e operatori, nonchè dei procedimenti costruttivi di loro componenti.
_Laboratorio di Macchine. Analisi di macchine a fluido e strumentazione presenti nel laboratorio di Macchine del Dipartimento di Energetica. Rilievo caratteristica manometrica di un turbocompressore. Rilievo della caratteristica meccanica di un motore alternativo a combustione interna.

A.E. Catania, Complementi di Macchine, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 1979.
A.E. Catania, Turbocompressori, ACSV (Appunti dai Corsi Seminariali di Vercelli), Ed. CGVCU (Comitato per la Gestione in Vercelli dei Corsi Universitari), 1990.
A.E. Catania, Compressori volumetrici, ACSV, Ed. CGVCU, 1991.
G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, 1995.
A. Mittica, Turbomacchine idrauliche operatrici, ACV, Ed. CGVCU, 1994.

L'esame consiste in una prova scritta ed una orale.