Macchine a fluido

Università Telematica Guglielmo Marconi
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Descrizione

L’Università degli Studi Guglielmo Marconi, è la prima Università “aperta” (Open University), riconosciuta dal MIUR con D.M. 1 marzo 2004, che unisce metodologie di formazione “a distanza” (materiale a stampa, dispense, Cd Rom, piattaforma e-learning) con le attività di formazione frontale (lezioni, seminari, laboratori, sessioni di ripasso e approfondimento) al fine di raggiungere i migliori risultati di apprendimento per lo studente.

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Cosa impari in questo corso?

Motori
Gas
Combustione
Calcolo
Termodinamica
Sistemi energetici
Acqua

Programma

Programma del Corso

DISCIPLINA

MACCHINE A FLUIDO

DOCENTE

Stefania Proietti

CODICE DISCIPLINA: IND08004

SSD: ING-IND/08

CREDITI: 6

OBIETTIVI E FINALITÀ DELL´INSEGNAMENTO

Il corso si prefigge di fornire le fondamentali conoscenze sui principi di funzionamento delle principali tipologie di macchine a fluido, permettendo di acquisire competenze tecniche-progettuali sufficientemente approfondite sulle macchine volumetriche, sulle turbomacchine motrici e operatrici, sui principali impianti e sistemi energetici.

PROGRAMMA DEL CORSO

Termodinamica applicata alle macchine
RICHIAMI DI TERMODINAMICA: meccanismi fisici di scambio energetico, 1° e 2° principio della termodinamica. Trasformazioni termodinamiche nelle macchine a fluido, analisi dei cicli termodinamici, le principali funzioni di stato, le trasformazioni fondamentali (isobara, isocora, isoterma, adiabatica, politropica)

Macchine volumetriche
MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA: Cenni storici, Classificazione e descrizione generale dei motori a combustione interna, Cicli termodinamici ad aria e aria-combustibile, Ciclo Beau de Rochas, Ciclo Diesel, Ciclo Sabathè, Calcolo del rendimento nel ciclo ideale. Ciclo limite, Cicli termodinamici reali in motori ad accensione comandata, Distribuzione delle fasi, Cicli termodinamici reali di motori Diesel. Riempimento, Processi di combustione e detonazione, Carburazione ed iniezione, sovralimentazione.
MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE ESTERNA: Generalità sui motori alternativi a combustione esterna; Motore alternativo a vapore: caratteristiche, ciclo termodinamico di riferimento, calcolo della potenza e del rendimento; Motore Stirling: caratteristiche, ciclo termodinamico di riferimento, calcolo del rendimento e del lavoro, tipologie costruttive, applicazioni.

Turbomacchine
TURBOMACCHINE: Introduzione e classificazioni. Equazioni fluidodinamica. Lo strato limite. Le schiere di profili, Definizioni e parametri descrittivi di una schiera, Fenomenologia del flusso nelle schiere di profili, Coppia, potenza e grado di reazione, Descrizione analitica del flusso nelle schiere
TURBINE: Organi statorici, Ugello di espansione, Cono di Stodola, Turbine assiali e radiali: caratteristiche costruttive e triangoli di velocità, Valutazione delle prestazioni, Rendimento di palettatura, Perdite allo scarico, Fenomeni d´attrito nelle palettature, Rendimento volumetrico e rendimento di stadio
TURBINE IDRAULICHE: Definizioni e classificazione; Numero di giri specifico; Turbine ad azione, Turbine a reazione, Turbine Kaplan, Scelta ed installazione del macchinario idraulico
COMPRESSORI: Generalità, compressori assiali, compressori centrifughi, stallo rotante, fenomeno del pompaggio
POMPE: Generalità, Pompe centrifughe, pompe assiali, Potenza e rendimenti, Numero di giri specifico, Curve caratteristiche portata-prevalenza, Curve caratteristiche pompe centrifughe, Curve caratteristiche pompe assiali, La cavitazione nelle pompe.

Sistemi energetici
IMPIANTI MOTORI CON TURBINA A GAS: Cenni storici e generalità sugli impianti motore con turbina a gas (turbogas), Analisi del ciclo ideale, Analisi del ciclo limite, Analisi del ciclo reale, Confronto fra diverse soluzioni impiantistiche. Ciclo turbina a gas rigenerato, Ciclo turbina a gas interrefrigerato, Ciclo turbina a gas con postcombustione, Ciclo Ericsson, Impianto a due assi.
TURBINE A GAS PER IMPIEGO AREONAUTICO: Cenni storici e caratteristiche specifiche della propulsione aerea; propulsione a reazione e i tipi di reattori; aspetti dinamici e fluidodinamici; sviluppi dei turboreattori; cenni sulla propulsione spaziale.
IMPIANTI CON TURBINA A VAPORE: Caratteristiche specifiche degli impianti a vapore; il ciclo di Hirn nei piani termodinamici; rendimento e potenza; condizioni termodinamiche al condensatore e loro influenza sul ciclo; condizioni termodinamiche al generatore di vapore e loro influenza sul ciclo; la rigenerazione termica; surriscaldamenti ripetuti. Circuito acqua-vapore; generatori di vapore a corpo cilindrico: circolazione naturale, circolazione assistita, circolazione ad attraversamento forzato; surriscaldamento e risurriscaldamento; circuito aria-fumi; rendimento. Condensatore; rigeneratori; degasatore; aspetti generali del circuito; Organic Rankine Cycle
CICLI COMBINATI: calcolo delle prestazioni; criteri di progettazione; caratteristiche delle caldaie a recupero; ciclo combinato ad un livello di pressione; cicli combinati a più livelli di pressione
COGENERAZIONE: Sistemi di cogenerazione: con motori a combustione interna, con turbina a gas, con turbina a vapore; applicazione cogenerativa del ciclo STIG: ciclo CHENG; confronto tra diverse soluzioni impiantistiche
IMPIANTI IDROELETTRICI: stato dell’arte dell’energia idroelettrica in Italia; elementi costitutivi di un impianto idroelettrico; classificazione degli impianti; piano di utilizzazione dei corsi d’acqua; dimensionamento di un impianto. Impianti motore idraulici ad acqua fluente, a bacino, impianti di pompaggio, centrali maremotrici.

LIBRI DI TESTO

Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio dei seguenti testi:

G. BIDINI, Sistemi energetici, Ed. Anteo, Perugia, 2007
G. BIDINI, Turbomacchine, Ed. Anteo, Perugia, 2008
G. BIDINI, Macchine volumetriche, Ed. Anteo, Perugia, 2009.
G. BIDINI. Esercizi di impianti di conversione dell´energia, Ed Margiacchi-Galeno, Perugia, 2004

MODALITA´ DELL´ESAME FINALE

Prova scritta e/o orale

RICEVIMENTO STUDENTI

Giorno/ora previo appuntamento ()



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