Insegnamento MACCHINE

Corso
Ingegneria industriale
Codice insegnamento
70300012
Curriculum
Comune a tutti i curricula
Docente
Francesco Fantozzi
CFU
12
Regolamento
Coorte 2018
Erogato
2020/21
Tipo insegnamento
Obbligatorio (Required)
Tipo attività
Attività formativa integrata

IMPIANTI DI CONVERSIONE DELL'ENERGIA

Codice 70002806
CFU 6
Docente Francesco Fantozzi
Docenti
  • Francesco Fantozzi
Ore
  • 54 ore - Francesco Fantozzi
Attività Caratterizzante
Ambito Ingegneria energetica
Settore ING-IND/08
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)

MACCHINE A FLUIDO

Codice 70034406
CFU 6
Docente Michele Battistoni
Docenti
  • Michele Battistoni
Ore
  • 54 ore - Michele Battistoni
Attività Caratterizzante
Ambito Ingegneria energetica
Settore ING-IND/08
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti - Introduzione allo studio delle macchine a fluido.
- Turbomacchine motrici a fluido comprimibile.
- Turbomacchine operatrici a fluido comprimibile.
- Turbomacchine motrici a fluido incomprimibile.
- Turbomacchine operatrici a fluido incomprimibile.
- Macchine volumetriche motrici e operatrici.
Testi di riferimento Appunti delle lezioni.
Testo di riferimento: V. Dossena et al., Macchine a fluido, Città Studi Edizioni, 2° edizione, 2020

Testi per consultazione:
- G. Bidini, Turbomacchine, Ed. Anteo, Perugia, 2008
- C. Caputo, Le Turbomacchine, Ambrosiana 1994
- G. Manfrida, S. Stecco, Le Turbomacchine, Pitagora Ed. 1993
- G. Cornetti, F. Millo, Macchine Idrauliche, Il Capitello, Torino, 2015
- G. Cornetti, F. Millo, Scienze Termiche e Macchine a Vapore, Il Capitello, Torino, 2015
- G. Cornetti, F. Millo, Macchine a Gas, Il Capitello, Torino, 2015
Obiettivi formativi Acquisire competenze tecniche e progettuali relative allo studio, la scelta e il dimensionamento di macchine a fluido motrici e operatrici
Prerequisiti conoscenza dei contenuti dei corsi di Fisica Tecnica, Fisica e Analisi Matematica
Metodi didattici - lezioni teoriche
- esercitazioni
Altre informazioni
Modalità di verifica dell'apprendimento - prova scritta
- prova orale

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso - Introduzione e classificazione delle Macchine a Fluido: macchine dinamiche e volumetriche, motrici ed operatrici, a fluido incomprimibile e comprimibile. Caratteristiche cinematiche dei campi di moto. Equazioni di base della fluidodinamica: quantità di moto ed energia, nelle varie forme. Richiami termodinamica: 1° principio per sistemi aperti e chiusi, 2° principio. Proprietà dei fluidi reali, calori specifici. Equazioni di stato per gas e liquidi (ideali e reali). Trasformazioni termodinamiche e piani termodinamici. Lavoro di compressione ed espansione. Palettature e fenomenologia dell'efflusso. Strato limite, portanza e resistenza di un profilo. Limiti dell'approccio 1D (di Eulero) nello studio delle turbomacchine. Profili di pressione e generazione del carico palare.
- Teoria della similitudine, analisi dimensionale. Raggruppamenti adimensionali notevoli: numeri di Reynolds, di Mach, numero di giri specifico, coefficienti di portata e di pressione.
- Turbomacchine motrici a fluido comprimibile: turbine a vapore e turbine a gas. Fluidodinamica degli ugelli di espansione e delle schiere rotoriche e statoriche; grandezze statiche e totali; equazioni di Hugoniot; cono di Stodola, criteri di dimensionamento degli ugelli; triangoli di velocità; scambio di lavoro fluido/paletta; grado di reazione; rendimento di palettatura; gradi di reazione notevoli; rendimento volumetrico; effetto dell'umidità del vapore; turbine multi-stadio; turbine a salti di pressione e di velocità; effetti tridimensionali; regolazione delle turbine per laminazione e parzializzazione. Cenno alle turbine a flusso radiale. Stadi di turbine a vapore e stadi di turbine a gas. Refrigerazione delle palette di turbine a gas.
- Turbomacchine operatrici a fluido comprimibile: compressori centrifughi e compressori assiali. Introduzione ai compressori centrifughi; palettatura; triangoli di velocità; analisi adimensionale; coefficienti di portata e di pressione; curve caratteristiche; slip factor; genesi del carico palare, diffusore e voluta. Dimensionamento di un compressore centrifugo. Introduzione ai compressori assiali; palettatura; triangoli di velocità; coefficienti di portata e di pressione; curve caratteristiche. Dimensionamento di uno stadio di compressore assiale. Fenomenologia dell'efflusso nel vano interpalare. Cenni alla teoria alare dei profili, esempi CFD, fenomenologia del flusso nelle schiere di profili, profilo isolato, profilo in schiera, genesi del carico palare. Compressori inseriti in un circuito: pompaggio e stallo.
- Turbomacchine motrici a fluido incomprimibile: turbine idrauliche. Equazioni caratteristiche per flusso incomprimibile; teorema di Bernoulli. Introduzione all'energia idroelettrica; caratteristiche generali delle turbine idrauliche; turbine Pelton, Francis e Kaplan. Grado di reazione; triangoli di velocità; analisi dimensionale e coefficienti di portata e di pressione; tipologie costruttive e caratteristiche.
- Turbomacchine operatrici a fluido incomprimibile: pompe. Pompe centrifughe: descrizione e analogie pompa-compressore centrifugo. Palettatura, triangoli di velocità. Curva caratteristiche e genesi del carico palare. Organi statorici: diffusore e voluta. Cavitazione. Condizione di non cavitazione in un impianto. NPSH. Analisi di pompe in circuito, pompe in serie ed in parallelo. Dimensionamento di una pompa centrifuga.
- Compressori ed espansori volumetrici: alternativi e rotativi. Macchine volumetriche operatrici: pompe e compressori a pistoni, a palette, a vite. Loro caratteristiche di funzionamento.
- Macchine a flusso libero motrici ed operatrici: cenni a turbine eoliche ed eliche.
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