Politecnico di Torino | |||||||||||||||||||||||||
Anno Accademico 2015/16 | |||||||||||||||||||||||||
12BNINE Macchine |
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Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino |
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Presentazione
L'insegnamento si propone di analizzare gli aspetti costruttivi, i principi di funzionamento e le prestazioni delle macchine a fluido, turbomacchine e macchine volumetriche, in condizioni di funzionamento nominale e 'fuori progetto', dei relativi impianti e la loro regolazione. In particolare, saranno trattati gli impianti di turbine a vapore, a gas, a ciclo combinato gas-vapore ed i relativi componenti statici e dinamici, le macchine idrauliche con relativi impianti, le trasmissioni idrostatiche ed idrodinamiche, i motori alternativi a combustione interna.
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Risultati di apprendimento attesi
Il corso parte dai complementi di termodinamica e meccanica dei fluidi, esaminati e sottolineati dal punto di vista che più interessa nello studio delle macchine e dei sistemi energetici a fluido. Applicando con sistematicità i principi della termofluidodinamica-energetica ai sistemi di conversione dell'energia ed ai loro componenti, il corso presenta gli aspetti formativi necessari per consentire allo studente il progetto di massima e/o la scelta di una turbomacchina, di un motore a combustione interna e, più in generale, di un impianto motore oppure operatore, in relazione alla rispettiva utilizzazione. Il corso fornisce non solo le nozioni per affrontare e risolvere autonomamente problematiche specifiche di progetto, di regolazione e controllo delle macchine e dei sistemi energetici, ma anche le conoscenze di base per studiare ed approfondire problematiche di macchine a fluido per impieghi più specialistici.
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Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Sono necessarie le conoscenze di base delle Macchine a Fluido, nonché quelle derivanti dai Corsi che trattano la Termodinamica, la Termocinetica, la Meccanica Applicata alle Macchine e la Meccanica dei Fluidi.
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Programma
PROGRAMMA (Prof. A. Mittica)
- Leggi di conservazione per processi reali in sistemi a fluido e applicazioni ai motori termici e alle turbomacchine. Interazione entropica e legge di evoluzione dell’energia per sistemi chiusi e aperti. - Combustione a volume costante e a pressione costante. Combustione in flusso stazionario. - Instabilità di funzionamento e regolazione dei turbocompressori di gas. - Compressori alternativi, rotativi a palette e Roots e loro regolazione. - Turbine idrauliche; turbopompe radiali ed assiali; turbomacchine reversibili. - Pompe e motori volumetrici idraulici; trasmissioni idrostatiche di coppia; giunti idraulici e convertitori idrodinamici di coppia. - Organizzazione delle turbine a vapore multistadio. - Analisi delle prestazioni ‘fuori progetto’ di una palettatura. Calcolo e rappresentazione del campo di funzionamento di una turbomacchina. Formule semplificate per calcolo delle prestazioni di una turbomacchina; cono dei consumi. - Metodi di regolazione delle turbine a vapore. Campo di regolazione di turbine a contropressione e ad estrazione. - Prestazioni di impianti di turbine a gas. Impianti avanzati di turbine a gas. Impianti a ciclo combinato gas-vapore; generatori di vapore a ricupero ad una e a due pressioni. - Regolazione delle turbine a gas e degli impianti a ciclo combinato gas-vapore. - Motori alternativi a combustione interna: analisi dei rendimenti ideale, limite, interno e organico. Ciclo di lavoro indicato. Coefficiente di riempimento. Influenza delle condizioni ambiente sulle prestazioni. Caratteristica meccanica e regolazione di motori ad accensione comandata e ad accensione per compressione. Sovralimentazione di motori a combustione interna. - Combustione e gasdinamica in motori ad accensione comandata e in motori Diesel. Sistemi di iniezione per motori Diesel. - Emissioni inquinanti da motori a combustione interna: formazione e tecniche per la loro riduzione. |
Organizzazione dell'insegnamento
Esercitazioni: 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.
Laboratori: visita delle sale prova motori e relative attrezzature di rilievi dinamometrici e di emissioni inquinanti; banco prova iniettori presso il laboratorio di Macchine del Dipartimento Energia. Rilievo della caratteristica meccanica di un motore alternativo a combustione interna. |
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
a) Testi di riferimento:
- A.E. Catania, Complementi di Macchine, Ed. Levrotto & Bella, Torino, 1979. - G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, 1995. - G. Lozza, Turbine a gas e cicli combinati, Progetto Leonardo, 2007. b) Appunti disponibili presso il Centro Stampa del Politecnico: - 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. - A.E. Catania, Turbine idrauliche, ACSV, Ed. CGVCU, 1992. - A. Mittica, Turbomacchine idrauliche operatrici, ACV, Ed. CGVCU, 1994. |
Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame consiste in una prova scritta ed una orale.
Prova scritta: si svolge in due ore e venti. Consiste nello svolgimento di due esercizi numerici su impianti o macchine a fluido relativi ad argomenti svolti durante il corso. L'esame di Macchine incomincia quando il candidato consegna l'elaborato al termine della prova scritta. Prova orale: consiste in una possibile discussione della prova scritta e nel rispondere a domande su due o più argomenti di teoria trattati a lezione. Il voto di esame è determinato in base al risultato delle prove sostenute. |
Orario delle lezioni |
Statistiche superamento esami |
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