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Anno Accademico 2016/17
01NIHMN
Fondamenti di macchine e di oleodinamica
Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
D'Ambrosio Stefano ORARIO RICEVIMENTO A2 ING-IND/08 67 27 6 0 10
Ferrari Alessandro ORARIO RICEVIMENTO A2 ING-IND/08 70 30 0 0 7
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/08
ING-IND/08
3
7
B - Caratterizzanti
B - Caratterizzanti
Ingegneria energetica
Ingegneria meccanica
Presentazione
L'insegnamento si articola in due parti, la prima delle quali tratta i fondamenti delle macchine a fluido, mentre la seconda concerne i fondamenti di oleodinamica.
Nella prima parte dell'insegnamento verranno esposti i concetti fondamentali di carattere termodinamico, fluidodinamico e costruttivo, necessari per una corretta comprensione e valutazione del funzionamento delle macchine a fluido e degli impianti nei quali esse sono inserite. La seconda parte presenta ed esamina i componenti oleodinamici e i sistemi di base in termini della loro simbologia grafica, layout, caratteristiche costruttive ed operative.
Risultati di apprendimento attesi
Le competenze acquisite, di carattere termodinamico, fluidodinamico, costruttivo e funzionale, per le macchine e per gli impianti in cui queste sono inserite, consentiranno al futuro ingegnere di sviluppare le valutazioni quantitative e i calcoli necessari ad assumere le decisioni scientificamente, tecnicamente ed economicamente più corrette. Lo studente, inoltre, sarà in grado di identificare i principali componenti oleodinamici, interpretando correttamente e criticamente il loro ruolo e funzionamento in un sistema oleodinamico, in relazione al suo uso finale.

Ne deriverà un esperto in grado di operare le scelte più opportune sia per gli impianti sia per le macchine che li compongono sotto i diversi aspetti: funzionale, energetico, economico ed ambientale. Lo studente imparerà inoltre ad identificare, interpretare e comprendere i circuiti oleodinamici in relazione ai loro componenti, acquisendo un metodo per la loro analisi e valutazione critica.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Sono necessarie le conoscenze di base di Fisica, Termodinamica, Meccanica, Meccanica dei Fluidi.
Programma
Fondamenti di Macchine
• Generalità e classificazione delle machine: macchine idrauliche e termiche; macchine motrici ed operatrici; macchine volumetriche e turbomacchine.
• Fondamenti di termodinamica applicata alle macchine: leggi di conservazione della massa e dell'energia in forma lagrangiana ed euleriana; entropia e leggi di evoluzione dell'energia; legge di conservazione della quantità di moto e del momento della quantità di moto per la valutazione del lavoro interno di una turbomacchina. Triangoli delle velocità per lo studio unidimensionale di una turbomacchina.
• Ugelli e diffusori: cenni sulle equazioni fondamentali della fluidodinamica nell’ottica di un’applicazione allo studio delle macchine a fluido; calcolo di ugelli e diffusori in condizioni nominali di funzionamento, analisi del loro comportamento in condizioni diverse da quelle di progetto.
• Impianti di turbina a vapore. Ciclo Rankine. Valutazione delle prestazioni degli impianti a ciclo semplice, rigenerativi e cogenerativi.
• Impianti di turbina a gas. Ciclo Joule. Valutazione delle prestazioni degli impianti a ciclo semplice. Cenni alle metodologie utilizzate per aumentare il rendimento. Impianti di turbina a gas cogenerativi e impianti a ciclo combinato gas-vapore.
• Turbomacchine. Classificazione.
− Turbine. Perdite fluidodinamiche in uno stadio di turbina. Rendimento total-to-total e total-to-static di uno stadio di turbina. Rendimento di una turbina multistadio e fattore di recupero di una turbina multistadio. Studio unidimensionale di uno stadio di turbina: lavoro dello stadio ed evoluzione del fluido nel diagramma entalpia-entropia. Grado di reazione.
− Turbocompressori. Classificazione e principi di funzionamento; lavoro di compressione; rendimento isentropico ed idraulico; compressore centrifugo e compressore assiale: triangoli delle velocità e determinazione della caratteristica manometrica; cenni alle instabilità di funzionamento dei turbocompressori.
− Turbopompe. Definizione delle grandezze caratteristiche di funzionamento e dei rendimenti delle macchine idrauliche; curve caratteristiche delle turbopompe; funzionamento in similitudine.

Fondamenti di Oleodinamica
• Sistemi di trasmissione idraulici della potenza.
• Schemi simbologici equivalenti dei sistemi oleodinamici: normativa ISO 1219-1.
• Cenni ai moti laminari e turbolenti.
• Principi di funzionamento delle valvole per il controllo della direzione, per il controllo della pressione e per il controllo della portata.
• Teoria dei blocchi funzionali.
• Gruppi di alimentazione.
• Principi di funzionamento di pompe volumetriche e motori oleodinamici.
• Circuiti di valvole oleodinamiche.
Organizzazione dell'insegnamento
Oltre alle lezioni, l'insegnamento prevede esercitazioni svolte in aula, atte ad approfondire tramite esercizi i concetti illustrati durante le lezioni.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Bibliografia – Fondamenti di Macchine
• A. E. Catania, "Complementi di Macchine", Levrotto & Bella, 1979.
Fotocopie fornite dai docenti (materiale non disponibile in commercio):
• A. E. Catania, "Turbocompressori", Appunti dai corsi seminariali di Vercelli, 1990.
• A Mittica, "Turbomacchine idrauliche operatrici", Appunti dai corsi seminariali di Vercelli, 1991.
• A. Capetti, "Motori termici", UTET, 1967.
Per ulteriori approfondimenti di alcuni argomenti si può fare riferimento a:
• G. Lozza, "Turbine a gas e cicli combinati", Terza Edizione, Società Editrice Esculapio, 2016.
• V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, "Macchine a fluido", Città Studi Edizioni, 2015.

Bibliografia – Fondamenti di Oleodinamica
• N. Nervegna, "Oleodinamica e Pneumatica", Politeko, ed. 2003.
• Fotocopie fornite dai docenti (materiale non disponibile in commercio):

Strumenti didattici
Diagramma entalpico per il vapor d’acqua, CLUT Edizioni.
Tabelle del vapor d’acqua saturo allo stato limite (fotocopie fornite dai docenti).
Criteri, regole e procedure per l'esame
La prenotazione all’esame tramite il portale della didattica è obbligatoria.
L’esame consta di una parte scritta e di una parte orale. Quest’ultima parte può essere obbligatoria o facoltativa, in base al punteggio della parte scritta.

Esame scritto (durata: circa 4 h)
L’esame scritto è diviso in due parti:
- La prima parte (durata: 45 minuti) consta di 15 domande a scelta multipla (indicativamente 10 relative alla parte di Fondamenti di Macchine e 5 relative alla parte di Fondamenti di Oleodinamica). Questa parte sarà relativa principalmente agli argomenti di teoria del corso, tuttavia potrebbero essere presenti alcune domande che richiedono la soluzione di brevi esercizi numerici. Per ogni risposta corretta sono assegnati 2 punti, per ogni risposta non data sono assegnati 0 punti, per ogni risposta errata sono assegnati -0.5 punti. Il punteggio massimo della prima parte è dunque 30/30.
- La seconda parte (durata: 3h), consta di 3 esercizi (2 relativi alla parte di Fondamenti di Macchine e 1 relativo alla parte di Fondamenti di Oleodinamica) con difficoltà analoga a quelli proposti durante le esercitazioni svolte in aula. Ogni esercizio vale 10 punti per un punteggio massimo di 30/30.

L’esame risulta non superato se il punteggio della prima parte scritta è inferiore a 18/30 o il punteggio della seconda parte scritta è inferiore a 15/30.
Il voto finale della parte scritta risulta una media pesata delle singole valutazioni delle due parti (i pesi per la prima e la seconda parte valgono rispettivamente 0.3 e 0.7).
Durante l’esame scritto gli studenti possono utilizzare esclusivamente una calcolatrice scientifica, il diagramma entalpico di Mollier e le tabelle delle curve limiti. L’uso di appunti, libri, telefoni cellulari o altri strumenti elettronici di qualsiasi tipo è assolutamente proibito. Allo studente trovato in possesso di materiale non autorizzato o strumenti elettronici (siano essi accesi, spenti o in modalità offline) verrà immediatamente annullato il compito e sarà deferito alla commissione disciplinare del Politecnico.

I fogli per lo svolgimento dell’esame verranno forniti dai docenti. Ogni foglio deve essere restituito alla fine dell’esame, anche nel caso in cui lo studente decidesse di ritirarsi dall’esame.

Il candidato può ritirarsi dall’esame scritto in qualsiasi momento. In questo caso l’esame non verrà corretto e la bocciatura non verrà registrata. Una volta che l’esame scritto viene corretto, l’esito dell’esame verrà registrato, sia che il risultato sia positivo o negativo.
Lo studente che non si ritiene soddisfatto della votazione della parte scritta può decidere di non sostenere la parte orale, e verrà registrata la bocciatura.

Esame orale
La parte orale può essere obbligatoria o facoltativa, in base al punteggio della parte scritta.
Le domande dell’esame orale, a discrezione del docente, potranno essere relative sia alla parte di Fondamenti di Macchine che a quella di Fondamenti di Oleodinamica.
Come già indicato, per essere ammessi alla parte orale il punteggio minimo della prima parte scritta deve essere 18/30 e il punteggio minimo della seconda parte scritta deve essere 15/30. In caso contrario l’esame risulta fallito.
Se la seconda parte scritta ha una votazione compresa tra 15 e 17/30 l’orale è obbligatorio.
Nel caso in cui entrambe le parti scritte abbiano una votazione non inferiore a 18 e la media pesata sia compresa tra 18 e 24, lo studente può decidere di confermare come voto finale il voto dello scritto senza sostenere l’orale.
Nel caso in cui entrambe le parti scritte abbiano una votazione non inferiore a 18 e la media pesata sia compresa tra 25 e 30, lo studente può decidere di accettare il voto finale di 24/30 senza sostenere l’orale.
In caso di esame orale, il voto finale sarà una media tra le parti scritte e la parte orale.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

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