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Anno Accademico 2016/17
01MYYLZ
Fondamenti di macchine e propulsione
Corso di Laurea in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Casalino Lorenzo ORARIO RICEVIMENTO O2 ING-IND/07 62.5 16.5 1 0 11
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/07 8 B - Caratterizzanti Ingegneria aerospaziale
Presentazione
Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni di base riguardanti il funzionamento dei principali motori/propulsori di impiego aeronautico: motoelica, turboelica/turboalbero, turbogetto, turbofan e autoreattore. Verranno inoltre analizzate le turbomacchine comunemente impiegate in campo aerospaziale (turbocompressori assiali e centrifughi, turbine assiali e turbopompe), determinandone le prestazioni sia in funzionamento nominale che "fuori progetto". Indicativamente il corso è articolato in sessanta ore di lezione e venti di esercitazione.
Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza dei principi di funzionamento e delle prestazione dei motori e propulsori di impiego aeronautico; conoscenza dei principi di funzionamento in condizioni nominali e fuori progetto e delle prestazioni di turbomacchine motrici ed operatrici.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Elementi di termodinamica, fluidodinamica e meccanica di base.
Programma
Classificazione delle macchine a fluido. Richiami di termodinamica. Velocità del suono e proprietà di ristagno in una corrente fluida. Numero di Mach.
Flusso adiabatico ed isoentropico di una corrente unidimensionale stazionaria. Pressione critica e condizioni di criticità.
Lavoro di espansione e di compressione. Rendimenti adiabatici ed idraulici.
Turbocompressori: Espressione del lavoro in una turbomacchina; triangoli di velocità. Compressore assiale: triangoli di velocità; lavoro, perdite e rendimento; grado di reazione. Mappa del compressore. Pompaggio, stallo rotante. Funzionamento fuori progetto, avviamento. Equilibrio radiale e cenni su criteri di svergolamento. Compressori centrifughi. Regolazione dei turbocompressori.
Turbine:Turbina assiale semplice ad azione; descrizione della macchina, triangoli di velocità, profili delle palettature; espressione del lavoro e del rendimento nel caso ideale e reale. Turbina assiale semplice a reazione; grado di reazione; triangoli di velocità e profili delle palettature; espressione del lavoro e del rendimento nel caso ideale e reale; confronto con la turbina ad azione.
Turbopompe: cavitazione ed NPSH.
Motori alternativi: Ciclo ideale, ciclo limite e ciclo indicato. Rendimenti. Coefficiente di riempimento. Pressione media indicata ed effettiva. Caratteristica meccanica. Influenza delle condizioni ambiente. Sovralimentazione.
Spinta e rendimento propulsivo, definizione di prestazioni per propulsori aeronautici. Ciclo Joule-Bryton. Prese d'aria. Prestazioni a progetto dei diversi aeropropulsori e turbomotori: autoreattore, turboreattore semplice, turboreattore a doppio flusso (flussi separati e miscelati), turboelica. Postcombustione. Cenni su endoreattori.
Organizzazione dell'insegnamento
Si svolgeranno esercitazioni numeriche su: funzionamento di ugelli compressori e turbine: turbogetto: turboelica: turbofan a flussi separati e a flussi uniti. Laboratorio su caratteristiche costruttive di motori e propulsori; visita alla collezione Capetti di motori per aeromobili.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
P.G. Hill, C.R. Peterson, Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, Addison-Wesley, 1992.
A. Beccari, Macchine, Vol. 1, CLUT, 1980.
G. Colasurdo, Motori alternativi (dispense)
Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame è orale. Consiste in due o tre domande, relative al programma del corso, poste ad ogni candidato e sviluppate attraverso la discussione o lo svolgimento di brevi calcoli al fine di accertare l'acquisizione delle conoscenze richieste.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2016/17
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