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.

L’insegnamento parte da 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, l’insegnamento 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. L’insegnamento 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.

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.

- 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. - 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.

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: Sono previste delle attività integrative di laboratorio che, per motivi organizzativi, verranno proposte solo agli studenti dell'anno accademico in corso. Le esercitazioni proposte richiedono l’uso di calcolatrici tascabili, del diagramma di Mollier del vapor d’acqua (in forma grafica, che può essere integrato da software commerciale). I testi degli esercizi numerici saranno forniti preliminarmente agli allievi e resi disponibili sul portale WEB dell’insegnamento. Gli studenti utilizzano i testi di riferimento solo per quegli aspetti coperti dall’insegnamento.

a) Materiale fornito dal docente; b) 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. c) Appunti disponibili presso il Centro Stampa del Politecnico di Torino: - 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.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... L’esame consiste in una prova scritta ed una orale. Prova scritta: si svolge in due ore e venti minuti. Consiste nello svolgimento di due esercizi numerici su impianti o macchine a fluido relativi ad argomenti svolti durante l’insegnamento. La valutazione dei due esercizi contribuisce con lo stesso peso alla valutazione finale dello scritto. E’ possibile utilizzare un formulario trascritto su un foglio A4. L'esame di Macchine incomincia quando il candidato consegna l'elaborato al termine della prova scritta. La soglia di ammissione alla prova orale è di 12/30. Prova orale: consiste in una possibile discussione della prova scritta e nel rispondere a domande su argomenti di teoria trattati a lezione. La durata è variabile in base alle conoscenze dello studente. Il voto di esame è determinato in base alla media dei risultati conseguiti nella prova scritta e nella prova orale. Limitatamente agli studenti iscritti all'anno accademico in corso, lo studente potrà aumentare fino a quattro punti la valutazione finale dell'esame. Tale bonus potrà essere usufruito solo nel caso in cui: a) l'esame scritto-orale sia stato superato con esito positivo (voto superiore a 18/30); b) lo studente sia iscritto all'anno accademico in corso; c) lo studente abbia svolto le attività indicate e consegnato le dovute relazioni nei tempi previsti. Studenti di anni accademici precedenti, anche qualora seguano il corso di Macchine per la prima volta, non potranno usufruire del bonus su indicato.

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.

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo; Prova scritta tramite l'utilizzo di vLAIB e piattaforma di ateneo;

L'esame ha l'obiettivo di verificare che lo studente abbia acquisito la capacità di selezionare una macchina a fluido o una tipologia di impianto di conversione energetica, valutarne le prestazioni in condizioni di progetto e di fuori progetto. L'esame consistete in una prova scritta ed in una eventuale prova orale. Prova scritta (180 minuti) La prova scritta si divide in due parti. - Prima parte: è costituita da 30 quesiti a risposta VERO/FALSO. I quesiti si riferiscono agli argomenti trattati durante le lezioni del corso. La valutazione di ogni quesito è: o +1/30 risposta esatta; o -0.5/30 risposta errata; o 0/30 risposta non data. Il massimo punteggio della prima parte è 30/30 Seconda Parte (30/30): Lo studente deve risolvere 2 esercizi numerici riguardanti gli argomenti discussi durante le esercitazioni in aula. Il punteggio assegnato ad ogni esercizio è pari a 15/30. L’esame non sarà superato se i risultati della prima parte e della seconda parte scritta saranno inferiori ai minimi previsti dalla commissione di esame per ciascuna parte corrispondenti a: - 12/30 o inferiore (su giudizio della commissione) relativamente alla prima parte (domande Vero/Falso) ; - 12/30 per la seconda parte (esercizi numerici). Il voto finale dell’esame sarà determinato dalla media pesata tra la prima (1/3) e la seconda parte (2/3). Quando l’esame è concluso in modo regolare, il risultato conseguito è registrato, indipendentemente dal valore ottenuto (inferiore a 18/30 – esame fallito, o uguale/superiore a 18/30 – esame superato). Non è prevista la possibilità di ritirarsi al termine della correzione completa della prova. Il voto massimo è pari a 30/30. Il superamento con Lode è eventualmente concesso dopo l'esame orale. Ritiro dall’esame Lo studente può ritirarsi durante la prova scritta solo dopo un tempo che corrisponde ad almeno il 90% del tempo concesso per l’esame. In tal caso, l’esame non sarà considerato completato. Una volta concluso l’esame on-line, lo studente riceverà l’indicazione del supero o meno della prima parte scritta (domande Vero/Falso). Verrà inoltre pubblicata la soluzione di queste domande in modo da poter effettuare l’autocorrezione nonché la soglia minima attribuita a questa parte per poter accedere alla correzione degli esercizi numerici. Da questo momento, ed entro le 24 ore, lo studente che intende ritirarsi dovrà dare dovuta segnalazione della propria intenzione di ritirarsi attraverso email indirizzata al proprio docente. Trascorso questo tempo, si intende che l’esame verrà regolarmente concluso. Materiale a disposizione durante la prova scritta Gli studenti possono utilizzare una calcolatrice, il diagramma di Mollier, le tabelle del vapore saturo, dei fogli bianchi (massimo tre) per la soluzione numerica degli esercizi ed un formulario, costruito dallo studente su un foglio A4. Esame orale L’esame orale sarà effettuato a discrezione della Commissione giudicatrice. La Commissione selezionerà gli studenti per l’orale in funzione di come è stata svolta la prova scritta e del responso registrato dal Lockdown Browser indipendentemente dal voto. In caso di prova orale, il voto finale sarà determinato con una opportuna media pesata tra la parte scritta e la parte orale.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

L'esame ha l'obiettivo di verificare che lo studente abbia acquisito la capacità di selezionare una macchina a fluido o una tipologia di impianto di conversione energetica, valutarne le prestazioni in condizioni di progetto e di fuori progetto. L'esame consistete in una prova scritta ed in una eventuale prova orale. Prova scritta (180 minuti) La prova scritta si divide in due parti. - Prima parte: è costituita da 30 quesiti a risposta VERO/FALSO. I quesiti si riferiscono agli argomenti trattati durante le lezioni del corso. La valutazione di ogni quesito è: o +1/30 risposta esatta; o -0.5/30 risposta errata; o 0/30 risposta non data. Il massimo punteggio della prima parte è 30/30 Seconda Parte (30/30): Lo studente deve risolvere 2 esercizi numerici riguardanti gli argomenti discussi durante le esercitazioni in aula. Il punteggio assegnato ad ogni esercizio è pari a 15/30. L’esame non sarà superato se i risultati della prima parte e della seconda parte scritta saranno inferiori ai minimi previsti dalla commissione di esame per ciascuna parte corrispondenti a: - 12/30 o inferiore (su giudizio della commissione) relativamente alla prima parte (domande Vero/Falso) ; - 12/30 per la seconda parte (esercizi numerici). Il voto finale dell’esame sarà determinato dalla media pesata tra la prima (1/3) e la seconda parte (2/3). Quando l’esame è concluso in modo regolare, il risultato conseguito è registrato, indipendentemente dal valore ottenuto (inferiore a 18/30 – esame fallito, o uguale/superiore a 18/30 – esame superato). Non è prevista la possibilità di ritirarsi al termine della correzione completa della prova. Il voto massimo è pari a 30/30. Il superamento con Lode è eventualmente concesso dopo l'esame orale. Ritiro dall’esame Lo studente può ritirarsi durante la prova scritta solo dopo un tempo che corrisponde ad almeno il 90% del tempo concesso per l’esame. In tal caso, l’esame non sarà considerato completato. Una volta concluso l’esame on-line, lo studente riceverà l’indicazione del supero o meno della prima parte scritta (domande Vero/Falso). Verrà inoltre pubblicata la soluzione di queste domande in modo da poter effettuare l’autocorrezione nonché la soglia minima attribuita a questa parte per poter accedere alla correzione degli esercizi numerici. Da questo momento, ed entro le 24 ore, lo studente che intende ritirarsi dovrà dare dovuta segnalazione della propria intenzione di ritirarsi attraverso email indirizzata al proprio docente. Trascorso questo tempo, si intende che l’esame verrà regolarmente concluso. Materiale a disposizione durante la prova scritta Gli studenti possono utilizzare una calcolatrice, il diagramma di Mollier, le tabelle del vapore saturo, dei fogli bianchi (massimo tre) per la soluzione numerica degli esercizi ed un formulario, costruito dallo studente su un foglio A4. Esame orale L’esame orale sarà effettuato a discrezione della Commissione giudicatrice. La Commissione selezionerà gli studenti per l’orale in funzione di come è stata svolta la prova scritta e del responso registrato dal Lockdown Browser indipendentemente dal voto. In caso di prova orale, il voto finale sarà determinato con una opportuna media pesata tra la parte scritta e la parte orale.