PORTALE DELLA DIDATTICA

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Macchine a fluido

02GKEMB, 02GKEMW

A.A. 2019/20

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Chimica E Alimentare - Torino
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 55
Esercitazioni in aula 25
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/08 8 C - Affini o integrative Attività formative affini o integrative
2018/19
L'insegnamento intende fornire una visione panoramica nel campo delle Macchine a Fluido, articolando gli argomenti nel modo seguente: .1) introduzione (richiami di termodinamica, nozioni di fluidodinamica), .2) componenti (turbine, compressori, pompe, motori alternativi), .3) impianti (aperti e chiusi, a vapore e a gas). Con questi elementi a disposizione si possono descrivere e comprendere le diverse modalità di realizzazione dei principali cicli termodinamici.
The course provides the students with a wide overview on the most important Fluid Machine topics. The subject is organized as follows: .1) introduction (basics of thermodynamics and fluid-dynamics), .2) components (turbines, compressors, pumps, reciprocating engines), .3) power-plants (open and closed, steam and gas). Thanks to this knowledge, a large variety of solutions can be described and understood, which make the main thermodynamic cycles run.
1) Conoscenza di base delle macchine e degli impianti dal punto di vista della loro costituzione e dei relativi principi di funzionamento. .2) Dimestichezza con le principali grandezze fisiche, le unità di misura, i fattori di conversione, gli ordini di grandezza delle variabili in campo macchinistico. .3) Capacità di applicare la teoria per affrontare alcuni problemi tipici, anche risolvendo quesiti specifici mediante calcoli appropriati. .4) Acquisizione di un metodo ("procedimento-modello" o "procedura-standard") per sviluppare i ragionamenti macchinistici. .5) Cultura minima necessaria per comprendere le informazioni condivise dagli operatori del settore (costruttori,fornitori,clienti,venditori,ecc.).
Alcune nozioni fondamentali acquisite da corsi precedenti, che trattano argomenti di: matematica, fisica, meccanica applicata, termodinamica, termocinetica, idraulica e meccanica dei fluidi.
Richiami di Termodinamica - Primo principio: lagrangiano, euleriano. Moto permanente, ciclico, vario. Secondo principio. Combustione e potere calorifico. Diagrammi termodinamici e rassegna dei cicli principali. Nozioni di Fluidodinamica - Il moto dei fluidi nelle condotte. Condotti sagomati semplicemente convergenti e convergenti-divergenti. Turbomacchine – Moto assoluto e moto relativo. Grado di reazione. Turbine a vapore e a gas – Monostadio assiale a reazione, ad azione, ruota Curtis, altri tipi. Turbocompressori di gas – Monostadio centrifugo a flusso misto, assiale pluristadio, radiale centrifugo, altri tipi. Caratteristiche manometriche e mappa dei rendimenti. Compressori volumetrici – Alternativi, rotativi, altri tipi. Macchine idrauliche – Turbomotrici: Pelton, Francis, Elica e Kaplan, altri tipi. Turbopompe: assiali, radiali, miste, monostadio e pluristadio. Prevalenza, portata, rendimento, potenza. Macchine idrauliche volumetriche. Motori alternativi a combustione interna – Cicli ideali di riferimento: Otto, Diesel, Sabathè. Motori ad accensione comandata, a benzina e a gas, e motori ad accensione per compressione. Caratteristica meccanica e curva di regolazione. Impianti a vapore – Diagramma di Mollier del vapore d’acqua. Dal ciclo di Carnot al ciclo Rankine. Compressione mediante pompe idrauliche. Generatore di vapore (caldaia) e condensatore. Surriscaldamento e ciclo Hirn. Surriscaldamenti ripetuti. Spillamenti rigenerativi (scambiatori a superficie e a miscelazione). Cogenerazione: recupero termico parziale e totale. Cenni di regolazione. Impianti a gas – Ciclo Joule o di Brayton (aperto e chiuso). Impianto semplice, monoalbero. Portata in massa, lavoro, rendimento, potenza. Prestazioni in funzione del rapporto manometrico di compressione e della temperatura di combustione. Compressione inter-refrigerata, ri-combustione, rigenerazione. Cenni di regolazione. Esempi di: Impianto con più alberi, Impianto a cicli combinati, Impianto idraulico ad accumulo.
Ogni gruppo di lezioni inerente un determinato argomento viene subito seguito da una sessione di esercizi svolti in aula, corredata di temi assegnati per l’allenamento a casa. Gli esercizi consentono di applicare i principi teorici, usare le unità di misura necessarie, verificare gli ordini di grandezza dei valori numerici. Essi permettono anche di arricchire le informazioni e capire meglio gli aspetti teorici esposti a lezione.
Sul Portale della Didattica sono disponibili alcune dispense relative alla parte teorica del corso, insieme ai testi degli esercizi utilizzati (sia quelli svolti in aula, sia quelli assegnati per casa). Testi consigliati per approfondimenti: G. Cornetti, F. Millo, Macchine Termiche, Ed. Il Capitello, 2007 G. Cornetti, Macchine Idrauliche, Ed. Il Capitello, 2006 A.E. Catania: Complementi di macchine. Ed. Levrotto & Bella, 1979 G. Lozza, Turbine a gas e cicli combinati, Ed Esculapio, 1997
Modalità di esame: Prova scritta (in aula);
Exam: Written test;
... L’esame consiste in una prova scritta, che richiede competenze sia di teoria che di calcolo. La durata dell’esame è di 2 ore. In generale vengono assegnati 2 esercizi: uno sulla parte "componenti", uno sulla parte "impianti". Lo studente decide quale esercizio affrontare per primo e quanto tempo dedicare a ciascuno. E' possibile consultare libri e appunti durante la prova. Lo studente è valutato in base alle capacità mostrate di: .1) padroneggiare le sue conoscenze, integrando teoria e pratica, .2) motivare le scelte fatte (formule, ipotesi, assunzioni, semplificazioni …), .3) commentare e valutare criticamente (se necessario) i risultati ottenuti, .4) esporre il procedimento seguito, in modo chiaro, sintetico e coerente. Per passare l’esame bisogna raggiungere o superare la sufficienza (18/30) in ciascuno dei due esercizi.
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.
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