Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2012/13
03IJIMK, 04IJILS
Fondamenti di macchine
Corso di Laurea in Ingegneria Energetica - Torino
Corso di Laurea in Ingegneria Dei Materiali - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Nuccio Patrizio ORARIO RICEVIMENTO     39 21 0 0 12
Poggio Alberto   RC ING-IND/09 48 12 0 0 11
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/08 6 B - Caratterizzanti Ingegneria energetica
Presentazione
Nel Corso verranno esposti i concetti fondamentali di carattere costruttivo, termodinamico e fluidodinamico necessari ad una corretta comprensione e valutazione del funzionamento delle macchine e degli impianti nei quali sono inserite.
Ne deriverà un esperto in grado di operare sia per gli impianti, sia per le macchine che li compongono, le scelte più opportune sotto l’aspetto funzionale, energetico, economico ed ambientale.
La preparazione acquisita sarà poi la base fondamentale per la comprensione completa dei successivi corsi di specializzazione per coloro che sceglieranno di accedere alla laurea magistrale.
Risultati di apprendimento attesi
Le competenze acquisite, di carattere termodinamico, fluidodinamico e funzionale consentiranno al futuro ingegnere di sviluppare per le macchine e per gli impianti quelle valutazioni quantitative e quei calcoli necessari ad assumere le decisioni scientificamente, tecnicamente ed economicamente più corrette.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Sono necessarie le conoscenze derivanti dai Corsi che trattano la Termodinamica e la Meccanica di base.
Programma (Prof. A. Poggio)
Richiami di termodinamica
Concetti generali e definizioni: macchina a fluido motrice ed operatrice; macchine termiche ed idrauliche – Varie tipologie di macchine. Formulazione del I Principio della Termodinamica in forma Lagrangiana ed Euleriana. I Principio della termodinamica in forma "Meccanica". Formulazione del II Principio della termodinamica. Legge di evoluzione politropica. Corrispondenza tra i piani p,v e T,s. Definizione di Lavori, potenze e rendimenti.

Moto dei fluidi nei condotti
Correlazione tra andamento delle aree, delle velocità e delle pressioni nei condotti. Espressione della portata in un condotto convergente e convergente-divergente. Andamento delle portate al variare della pressione di valle in un condotto convergente. Dimensionamento di un condotto convergente. Comportamento del condotto convergente-divergente al variare della pressione di valle e andamento della portata. Determinazione della portata nel condotto convergente-divergente per diversi valori della pressione di valle.

Turbomacchine motrici
Conformazione di una turbina semplice di tipo assiale. Triangoli di velocità. Espressione del lavoro in una turbomacchina. Lavoro e rendimento in una turbina assiale semplice ad azione nel caso ideale. Calcolo della portata in una turbina. Grado di parzializzazione di una turbina a vapore. Turbina semplice ad azione di tipo assiale nel caso reale: lavoro e rendimento. Turbina a reazione nel caso ideale e reale.

Turbomacchine operatrici
Compressori di gas: lavoro di compressione, rendimento idraulico e isentropico. Compressore centrifugo: descrizione della macchina, espressione, del lavoro, della portata e della potenza assorbita. Lavoro di controrecupero. Caratteristica monometrica del compressore. Compressore assiale: descrizione della macchina. Turbopompe centrifughe: definizione del lavoro, della prevalenza, dei rendimenti e della potenza assorbita. Caratteristica della pompa prevalenza-portata e caratteristiche del circuito esterno. Cavitazione: installazione delle turbopompe -NPSH. Regolazione delle turbopompe.

Macchine volumetriche operatrici
Compressori alternativi: conformazione della macchina, ciclo ideale, coefficiente di riempimento ideale, portata, lavoro e potenza assorbita nel ciclo ideale. Perdite caratteristiche dei compressori alternativi. Ciclo reale del compressore alternativo e lavoro reale. Metodi di regolazione dei compressori alternativi: regolazione per laminazione all’aspirazione; regolazione per aggiunta di una capacità allo spazio morto; regolazione con by-pass; regolazione con variazione del numero di giri. Compressore rotativo a palette: conformazione della macchina, ciclo, portata, lavoro al ciclo e potenza assorbita.

Motori alternativi a combustione interna (cenni)

Impianti termoelettrici (cenni)


Programma (Prof. P. Nuccio)
Generalità sulle macchine e sugli impianti; definizioni e classificazioni. Richiami di Termodinamica e di Fluidodinamica per l’applicazione alle macchine e agli impianti. Moto dei fluidi nei condotti. Espressione del lavoro in una turbomacchina. Turbomacchine motrici: conformazione di una turbina semplice di tipo assiale ad azione e a reazione, triangoli di velocità; ruota Curtis. Turbomacchine operatrici: compressore centrifugo e assiale; espressione del lavoro, della portata e della potenza assorbita; caratteristica monometrica del compressore Turbopompe centrifughe: prevalenza, rendimenti e potenza assorbita; caratteristica della pompa, cavitazione. Macchine volumetriche operatrici: compressori alternativi: ciclo ideale, perdite caratteristiche dei compressori alternativi, ciclo reale del compressore alternativo. Metodi di regolazione dei compressori alternativi. Motori alternativi a combustione interna: cicli termodinamici, espressione della potenza e analisi dei rendimenti. Esempio di un impianto con motore alternativo a combustione interna per cogenerazione.
Le esercitazioni in aula consistono nello svolgimento di esercizi e problemi pratici in applicazione dei concetti trattati a lezione, con lo scopo di abituare alle applicazioni numeriche, di fornire gli ordini di grandezza e di migliorare la comprensione dei fenomeni.


Organizzazione dell'insegnamento
Le esercitazioni in aula consistono nello svolgimento di esercizi e problemi pratici in applicazione dei concetti trattati a lezione, con lo scopo di abituare alle applicazioni numeriche, di fornire gli ordini di grandezza e di migliorare la comprensione dei fenomeni.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico (Prof. A. Poggio)
A. Capetti: Motori Termici. Ed. UTET, 1967
A.E. Catania: Complementi di macchine. Ed. Levrotto & Bella, 1979
G. Lozza: Turbine a gas e cicli combinati. Ed. Esculapio, 1997
G. Cornetti – F. Millo: Macchine Termiche. Ed. Il Capitello, 2007


Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico (Prof. P. Nuccio)
A. Capetti: Motori Termici. Ed. UTET, 1967. A.E. Catania: Complementi di macchine. Ed. Levrotto & Bella, 1979. G. Cornetti: Macchine a Fluido, Ed. Il Capitello, 2006. G. Cornetti. R. della Volpe: Macchine. Ed. Liguori, 2011.
Diagrammi termodinamici/Tabelle del vapore d’acqua,


Criteri, regole e procedure per l'esame (Prof. A. Poggio)
L’esame si svolge in forma scritta sia per la prima parte riguardante gli esercizi, sia per la seconda parte inerente alla teoria, per la quale le domande sono poste in forma aperta.


Criteri, regole e procedure per l'esame (Prof. P. Nuccio)
L’esame si svolge in forma scritta sia per la prima parte riguardante gli esercizi, sia per la seconda parte inerente alla teoria, per la quale le domande sono poste in forma aperta.


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma provvisorio per l'A.A.2012/13
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