Con questo insegnamento s'intendono 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 viene 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. Sono considerati pre-requisiti le frequenze degli insegnamenti di Macchine, Propulsori termici e Controllo delle emissioni di inquinanti.

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

Il materiale didattico verrà fornito dal docente a lezione e sarà disponibile in formato pdf sul portale della didattica. Oltre a tale materiale si consiglia il seguente testo di riferimento: Heywood, J.B. “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGraw Hill, 2nd edition, 2018. Une versione elettronica di questo testo è scaricabile, ad un prezzo concordato riservato agli studenti del Politecnico di Torino, dal bookstore della McGrawHill utilizzando il seguente link: https://create.mheducation.com/shop/#/catalog/details/?isbn=9781307412017

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria;

Exam: Compulsory oral exam;

... L’esame consiste in una prova orale finalizzata all'accertamento e verifica del raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi (descritti in dettaglio nel riquadro specifico di questa scheda). La prova orale generalmente consiste di due domande, relative alle tematiche discusse a lezione, esercitazione e/o laboratori (vedi descrizione tematiche nei riquadri Programma e Organizzazione dell'insegnamento). Se necessario ai fini dell'accertamento e verifica, potranno essere poste domande addizionali. Le prove d’esame durano in media circa novanta minuti l’una. In casi specifici identificati ed autorizzati dal docente, e sempre sotto la supervisione diretta di quest'ultimo, è possibile consultare il materiale didattico durante lo svolgimento della prova orale.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.