L'insegnamento mira a fornire i fondamenti di termodinamica della combustione, della dinamica dei flussi reagenti e della gasdinamica dei motori, presentando le metodologie per la loro analisi sperimentale e modellazione. Particolare attenzione verrà dedicata alle loro applicazioni alla progettazione dei motori a combustione interna ad alta efficienza.

Capacità di eseguire valutazioni preliminari di parametri termodinamici in flussi reagenti, con particolare riferimento ai parametri di combustione nei motori, di impostare bilanci energetici, valutare i parametri caratteristici delle prestazioni e i rendimenti di sistemi energetici a combustione e di impiegare metodologie di fluidodinamica computazionale per la loro progettazione.

Conoscenze dei principi della termofluidodinamica-energetica, dei sistemi di conversione dell'energia e della chimica di base. Conoscenza dei principi di funzionamento dei motori alternativi a combustione interna e dei loro componenti e sottosistemi, con particolare riferimento ai sistemi di alimentazione dell'aria e del combustibile ed al sistema di combustione. E' consigliata la conoscenza di base dei fenomeni di formazione delle emissioni inquinanti.

LEZIONI
Combustione nei motori diesel (9 ore): penetrazione del combustibile liquido e formazione della miscela aria-combustibile; combustione premiscelata e combustione diffusiva. Modello concettuale di Dec e diagramma Phi-T. Modelli per il calcolo della penetrazione dello spray e della fase liquida.

Moto medio e turbolenza nei motori alternativi (6 ore): Moti organizzati in camera di combustione: swirl, squish, tumble: genesi ed evoluzione. Turbolenza nei motori: tecniche di estrazione del moto medio e turbolento; scale della turbolenza e raggio inerziale.

Combustione premiscelata turbolenta (6 ore): velocità di combustione laminare; scale del processo di combusione; regimi turbolenti della combustione premiscelata e diagramma di Borghi.

Diagnostica della combustione (6 ore): approcci multizona per motori Diesel e ad accensione comandata.

Modelli per la simulazione della velocità di combustione in motori diesel e ad accensione comandata (6 ore)

Indicazioni per il progetto della camera di combustione nei motori termici (6 ore).

ESERCITAZIONI IN AULA
Introduzione a CFD: conservazione della massa e del momento della quantità di motor; equazioni RANS; modelli di turbolenza (k-epsilon) - 3 ore

LABORATORI
Tecniche per lo sviluppo di modello 0D/1D in motori a combustione interna (con utilizzo codice commerciale GT-Power): 9 ore presso LAIB

Analisi CFD dei sistemi di iniezione e combustion in motori a combustione interna (con utilizzo codice commerciale Star CD): 9 ore presso LAIB

Slide del corso e materiale di consultazione messi a disposizione tramite portale della didattica.

Prova orale.