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MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI

Gianfranco RIZZO MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI

0612300018
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA MECCANICA
2017/2018

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2014
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
12120LEZIONE
CESARE PIANESE T Curriculum
MARCO SORRENTINO Curriculum
GIANFRANCO RIZZO Curriculum
Obiettivi
L'OBIETTIVO DEL CORSO DI MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI È QUELLO DI FORNIRE LE CONOSCENZE DEI PRINCIPALI CONCETTI RELATIVI ALLE FONTI DI ENERGIA, AI SISTEMI DI CONVERSIONE DELL'ENERGIA ED ALLE MACCHINE A FLUIDO MOTRICI ED OPERATRICI. SI PONE ALTRESÌ L’OBIETTIVO DI FORNIRE GLI STRUMENTI PRINCIPALI PER L’ANALISI DELLE PRESTAZIONI ED IL DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DEI PRINCIPALI IMPIANTI MOTORI TERMICI ED OPERATORI. IL CORSO, COLLOCATO AL I SEMESTRE DEL TERZO ANNO DEL CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA, È DI 12 CREDITI.

LE PRINCIPALI CONOSCENZE ACQUISITE SARANNO:
- CONOSCENZE NELL’AMBITO DELLE CONVERSIONI ENERGETICHE, DEI BILANCI ENERGETICI E DELLO SFRUTTAMENTO OTTIMALE DELLE RISORSE ENERGETICHE.
- CONOSCENZA DELLE PROBLEMATICHE AMBIENTALI ASSOCIATE ALLE FONTI ENERGETICHE CONVENZIONALI, ALTERNATIVE E RINNOVABILI.
- CONOSCENZA DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEI DIVERSI IMPIANTI MOTORI TERMICI STUDIATI (A VAPORE, A GAS, CICLI COMBINATI, MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA A CICLO OTTO E CICLO DIESEL).
- CONOSCENZA DELLE PRINCIPALI TECNICHE ADOTTATE NELLA PRATICA INGEGNERISTICA PER AUMENTARE IL RENDIMENTO E IL LAVORO DEGLI IMPIANTI MOTORI TERMICI.
- CURVE CARATTERISTICHE DELLE MACCHINE OPERATRICI ED ACCOPPIAMENTO CON L’IMPIANTO.
- CONOSCENZE DELLE METODOLOGIE DI CALCOLO PER IL DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DEGLI IMPIANTI DI CONVERSIONE ENERGETICA IN UN CONTESTO TECNICO-ECONOMICO.
- CONOSCENZA DI ELEMENTI DI FLUIDODINAMICA.

LE PRINCIPALI ABILITÀ (OSSIA LA CAPACITÀ DI APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE) SARANNO:
- DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DI MACCHINE MOTRICI ED OPERATRICI.
- CAPACITÀ DI ANALISI QUANTITATIVA SUL RISPARMIO ENERGETICO E SULL’IMPATTO AMBIENTALE DEGLI IMPIANTI ENERGETICI.
- ESEGUIRE IL DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DI UN IMPIANTO MOTORE TERMICO.
- ANALIZZARE I FLUSSI ENERGETICI NELLE MACCHINE, IN CONDIZIONI IDEALI E REALI, INDIVIDUARE I CAMPI DI APPLICAZIONE DELLE MACCHINE IN RELAZIONE ALLE CARATTERISTICHE FUNZIONALI, DIMENSIONAMENTO GEOMETRICO DI MASSIMA DELLE MACCHINE.
- CAPACITÀ DI ANALISI DEI PROBLEMI DI CONVERSIONE ENERGETICA IN VARI AMBITI E PER DIFFERENTI APPLICAZIONI.
- INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER ANALIZZARE LE TIPOLOGIE OTTIMALI DI UN IMPIANTO IN RELAZIONE ALLE APPLICAZIONI ED ANALIZZARNE LE PROBLEMATICHE DI RISPARMIO ENERGETICO.
- SAPER INDIVIDUARE I SISTEMI PIÙ APPROPRIATI PER LA CONVERSIONE DELL’ENERGIA E LA TIPOLOGIA DI MACCHINA OPERATRICE DA INSERIRE IN UN IMPIANTO, OTTIMIZZANDO I FLUSSI ENERGETICI IN BASE AL CONTESTO IN ESAME.
- CAPACITÀ DI ANALISI PER LO STUDIO QUANTITATIVO DEI FLUSSI ENERGETICI NEGLI IMPIANTI E NELLE MACCHINE TERMICHE ED IDRAULICHE.
- SAPER LAVORARE IN GRUPPO ED ESPORRE ORALMENTE UN ARGOMENTO LEGATO ALLE MACCHINE E AI SISTEMI ENERGETICI.
- SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE ATTINENTI LA TERMODINAMICA, LA MECCANICA APPLICATA, LA FLUIDODINAMICA E LE PROPRIETÀ DEI FLUIDI.
Contenuti
L'INSEGNAMENTO È ARTICOLATO IN 120 ORE (12 CFU) TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI NUMERICHE ED ESERCITAZIONI GUIDATE IN LABORATORIO.
GLI ARGOMENTI AFFRONTATI SONO:
- FONTI DI ENERGIA. FONTI PRIMARIE ED UTILIZZI FINALI. COMBUSTIBILI. ENERGIE RINNOVABILI. INTERAZIONI TRA ENERGIA, AMBIENTE ED ECONOMIA. CENNI SUL SISTEMA ENERGETICO ITALIANO E REGIONALE (8 H).
- CLASSIFICAZIONE E DESCRIZIONE DELLE MACCHINE. MACCHINE MOTRICI ED OPERATRICI, DINAMICHE E VOLUMETRICHE, ALTERNATIVE E ROTATIVE. CENNI STORICI (2 H).
- TERMODINAMICA DELLE MACCHINE. APPLICAZIONE DELL’EQUAZIONE DELL’ENERGIA ALLO STUDIO DELLE ESPANSIONI E COMPRESSIONI REALI. RENDIMENTO ADIABATICO E POLITROPICO. COMPRESSIONI INTERREFRIGERATE ED ESPANSIONI RIPETUTE (10 H).
- IMPIANTI MOTORI TERMICI A VAPORE: CICLI IDEALI, LIMITE E REALI. RENDIMENTO GLOBALE E CONSUMO SPECIFICO. CATENA DEI RENDIMENTI. IMPIANTI A VAPORE. CICLO RANKINE E HIRN. RISURRISCALDAMENTI E RIGENERAZIONE. TIPOLOGIE DI IMPIANTO. GENERATORI DI VAPORE (11H).
- IMPIANTI MOTORI TERMICI A GAS: IMPIANTI A GAS. CICLO JOULE. LAVORO E RENDIMENTO. INTERREFRIGERAZIONE E RISCALDAMENTI RIPETUTI. RIGENERAZIONE. CICLI COMBINATI. REGOLAZIONE DELLA POTENZA. CICLI COMBINATI GAS VAPORE (14 H).
- MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA: GENERALITÀ SU MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA (M.C.I.). CENNI STORICI E CLASSIFICAZIONE. MCI AD ACCENSIONE COMANDATA E DIESEL. CICLI TERMODINAMICI IDEALI BEAU DE ROCHAS, DIESEL, SABATHÉ. RENDIMENTI. CENNI SUL COMPORTAMENTO REALE DEI MOTORI. DISTRIBUZIONE. BILANCIO TERMICO. CENNI DI COMBUSTIONE, CLASSIFICAZIONE E REAZIONE DI COMBUSTIONE. POTENZA E CURVE CARATTERISTICHE. MOTORI A DUE TEMPI. RAFFREDDAMENTO E LUBRIFICAZIONE (18 H).
- CENNI DI FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE: GRANDEZZE DI RISTAGNO. PROPAGAZIONE. FLUSSO ISOENTROPICO COMPRIMIBILE. RELAZIONE DI HUGONIOT. NUMERO DI MACH. CONDOTTI CONVERGENTI-DIVERGENTI. CONDOTTI STATORICI (10 H).
-SCAMBIO DI LAVORO NELLE MACCHINE DINAMICHE: EQUAZIONE DI EULERO. GRADO DI REAZIONE R. TRIANGOLI DI VELOCITÀ (7 H).
- MACCHINE MOTRICI TURBINE ASSIALI. STADIO IDEALE R=0 R=0.5. CENNI SUL FUNZIONAMENTO REALE. LIMITI DI POTENZA. CENNI SU REGOLAZIONE E PARZIALIZZAZIONE (8 H).
MACCHINE OPERATRICI. PREVALENZA. POMPE E COMPRESSORI. CURVE CARATTERISTICHE INTERNE ED ESTERNE. EQUILIBRIO E STABILITÀ. COMPRESSORI CENTRIFUGHI. SCORRIMENTO. COMPRESSORI ALTERNATIVI. COMPRESSORI VOLUMETRICI (14 H).
- POMPE: CAMPI DI UTILIZZAZIONE. CAVITAZIONE. NPSH. REGOLAZIONE. POMPE VOLUMETRICHE ED ALTERNATIVE (13 H).
- TURBINE IDRAULICHE: TURBINE PELTON, FRANCIS, KAPLAN. NUMERO DI GIRI SPECIFICO (5 H).
Metodi Didattici
L'INSEGNAMENTO PREVEDE DI LEZIONE IN AULA (85 ORE), ESERCITAZIONE NUMERICA IN AULA (30 ORE) E ESERCITAZIONE GUIDATA IN LABORATORIO (5 ORE).
IL CORSO È ORGANIZZATO NEL SEGUENTE MODO:
- LEZIONI IN AULA SU TUTTI GLI ARGOMENTI DEL CORSO.
- NELLE ESERCITAZIONI IN AULA SONO ASSEGNATI AGLI STUDENTI ESERCIZI NUMERICI OPPORTUNAMENTE SCELTI CON LO SCOPO DI APPROFONDIRE I CONCETTI RELATIVI AI SISTEMI DI CONVERSIONE ENERGETICA ED ALLE MACCHINE OPERATRICI.
- NELLE ESERCITAZIONI IN LABORATORIO GLI STUDENTI RILEVANO SPERIMENTALMENTE IL PIANO QUOTATO DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA E LE CURVE CARATTERISTICHE DI UNA MACCHINA OPERATRICE DINAMICA.
Verifica dell'apprendimento
IL LIVELLO DI RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO E CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. LA VERIFICA PREVEDE UNA PROVA NUMERICA SCRITTA, INCLUSIVA DI DOMANDE TEORICHE, SUPERATA LA QUALE LO STUDENTE POTRÀ SOSTENERE LA PROVA ORALE.
LA PROVA NUMERICA, DELLA DURATA DI 2 ORE, CONSISTE NELLA RISOLUZIONE DI UN PROBLEMA DELLA STESSA TIPOLOGIA DI QUELLI RISOLTI DURANTE LE ESERCITAZIONI E MESSI IN FORMA SCRITTA SUL SITO WEB DELL’INSEGNAMENTO. IL PUNTEGGIO È ESPRESSO IN UNA SCALA DA A (VOTO MAX) AD E (NON AMMESSO). GLI STUDENTI CHE OTTENGONO NELLA PROVA UN PUNTEGGIO PARI ALMENO A D SONO AMMESSI ALL'ORALE.
LA PROVA ORALE CONSISTE IN UNA DISCUSSIONE DELLA DURATA NON SUPERIORE A CIRCA 40 MINUTI. IL VOTO FINALE SCATURISCE, GENERALMENTE, DALLA MEDIA DELLE DUE PROVE.
Testi
G. RIZZO, SUPPORTI DIDATTICI MULTIMEDIALI AL CORSO DI MACCHINE, CD-ROM, CUES (slide disponibili su http://elearning.diin.unisa.it/)
R. DELLA VOLPE, MACCHINE, LIGUORI, NAPOLI.
R. DELLA VOLPE, ESERCIZI DI MACCHINE, LIGUORI, NAPOLI.
O. ACTON, C. CAPUTO, INTRODUZIONE ALLO STUDIO DELLE MACCHINE, UTET, TORINO, 1979.
O. ACTON, C. CAPUTO, IMPIANTI MOTORI, UTET, TORINO, 1979.
EL WAKIL, POWER PLANT TECHNOLOGY, MCGRAW HILL.
R. DELLA VOLPE, M. MIGLIACCIO, MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA PER AUTOTRAZIONE, LIGUORI, NAPOLI.
G. FERRARI, MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA, IL CAPITELLO, TORINO.
M.J. MORAN, H.N. SHAPIRO, FUNDAMENTALS OF ENGINEERING THERMODYNAMICS, JOHN WILEY ND SONS.
Altre Informazioni
MATERIALE DIDATTICO, AGGIORNAMENTI ED ULTERIORI DETTAGLI SUL PROGRAMMA DISPONIBILI SUL SITO WEB http://elearning.diin.unisa.it/
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-05-14]