Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

Numeri reali

Estremo superiore ed inferiore e loro proprietà
Potenze, radici e logaritmi
Alcune nozioni di calcolo combinatorio

Funzioni reali di una variabile

Dominio, immagine e grafico
Funzioni monotone e funzioni invertibili
Richiami sulle funzioni esponenziali, logaritmiche e trigonometriche Successioni
Limite di una successione: definizione e proprietà
Successioni monotone
Forme indeterminate, limiti notevoli
Sottosuccessioni, teorema di Bolzano-Weierstrass
Il principio di induzione

Limiti di funzioni reali

Intorni e punti di accumulazione sulla retta reale
Limite di una funzione: definizione e proprietà
Infinitesimi, infiniti e confronti
Forme indeterminate, limiti notevoli

Continuità

Funzioni continue
Punti di discontinuità
Massimi e minimi di funzioni continue, teorema di Weierstrass
Teorema degli zeri
Continuità della funzione inversa
Uniforme continuità

Calcolo differenziale per funzioni di una variabile

Derivabilità e retta tangente
Derivata delle funzioni elementari, regole di derivazione
Estremi locali e derivate
Teorema di Rolle, del valor medio e di Cauchy
Monotonia e derivate
Teorema di de L'Hopital e applicazioni
Derivate successive; concavità e convessità
Studio del grafico di funzioni
Il polinomio di Taylor, applicazioni al calcolo dei limiti

Numeri complessi

Definizione
Rappresentazione trigonometrica, coordinate polari
Radici n-sime complesse

Calcolo differenziale per funzioni di più variabili

Topologia in Rn: punti di accumulazione, insiemi aperti, chiusi, compatti
Limiti e continuità in Rn
Derivate parziali e direzionali
Differenziabilità e piano tangente, gradiente
Teorema del differenziale totale

(NB altri argomenti collegati verranno studiati nel corso di Analisi Matematica II)
Integrali

Definizione di integrale di Riemann, proprietà
Classi di funzioni integrabili
Il teorema fondamentale del calcolo integrale
Metodi di integrazione: integrazione per parti, per sostituzione
Integrazione delle funzioni razionali
Integrabilità' in senso improprio
Criteri di convergenza: criterio del confronto e sue conseguenze
Assoluta integrabilità in senso improprio
Applicazioni alle funzioni speciali (es. funzione Gamma etc.)

Equazioni differenziali ordinarie

Equazioni differenziali e problema di Cauchy
Equazioni del primo ordine lineari
Equazioni del primo ordine a variabili separabili
Equazioni lineari del secondo ordine a coefficienti costanti omogenee e non omogenee
Applicazione all'equazione dell'oscillatore armonico

(NB altri argomenti collegati verranno studiati nel corso di Analisi Matematica II)

M. Bertsch, R. Dal Passo, L. Giacomelli, "Elementi di Analisi Matematica", McGraw Hill, 2007.

Programma del corso
PRIMA PARTE - L’interesse; l’equivalenza economica ed i fattori finanziari; i mutui; le obbligazioni; l’inflazione; il bilancio d’impresa; il business plan; l’analisi degli investimenti e la scelta tra alternative d’investimento; gli investimenti nel settore pubblico e l’analisi costi-benefici; la finanza di progetto; esempi di opere realizzate mediante modelli di finanza di progetto basati sulla cooperazione tra diversi soggetti.
SECONDA PARTE - La domanda e l’offerta; il comportamento del consumatore; la domanda individuale e di mercato; la produzione; i costi di produzione; la massimizzazione del profitto e l’offerta concorrenziale.

Testi consigliati
Campisi D., Costa R., “Economia Applicata all’Ingegneria - Analisi degli investimenti e Project Financing”, ed. Carocci (tutti i capitoli).
Pindyck R.S., Rubinfeld D.L., “Microeconomia”, ed. Pearson (capitoli nn. 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8).
Materiale aggiuntivo consigliato
Dispense del Docente relative ai temi bilancio d’impresa e business plan nonché ad esercizi di microeconomia inerenti il programma.

Funzione e comunicazione del disegno di macchine. Il disegno nel ciclo produttivo. Unificazione nazionale ed internazionale. Regole base di esecuzione dei disegni: formati, tipi di linee e caratteri, riquadro delle iscrizioni. Metodi di rappresentazione delle forme e dei volumi: proiezioni ortogonali, assonometrie, sezioni. Criteri e metodi di quotatura. Quotatura funzionale, lavorazione e collaudo. Cenni alle principali lavorazioni meccaniche. Tolleranze dimensionali e sistema ISO. Tolleranze geometriche. Cenni nell'applicazione delle tolleranza nella progettazione industriale. Rugosità superficiale: principali parametri unificati, indicazioni a disegno. Elementi di macchine: alberi, perni, collegamenti filettati, sistemi antisvitamento, tipologie di collegamento albero/mozzo, saldature, ruote dentate, spine, cinghie, pulegge, catene, anelli elastici, ghiere, molle, giunti. Cuscinetti volventi e a strisciamento: criteri di scelta, montaggio e rappresentazione. Disegno di complessivi e di riduttori.

Chirone, E., Tornincasa, S., ''Disegno Tecnico Industriale'', Voll. 1 e 2, Ed. Il Capitello, Torino.

Norme UNI per il Disegno Tecnico (M1):

Principi e applicazioni generali di disegno meccanico e industriale

Organi meccanici

Schemi, simboli e tolleranze di disegno meccanico ed industriale

SKF Catalogo Generale (http://www.skf.com/portal/skf_it/home).

Corso di FISICA GENERALE I 10 e 12 crediti - gli argomenti tra parentesi sono relativi al solo esame da 12 crediti ANNO DI CORSO Primo

Prerequisiti: algebra vettoriale, trigonometria, fondamenti del calcolo differenziale e integrale

Programma: Metodologia scientifica. I vettori nella Fisica.

Cinematica del punto materiale. Moti mono e pluridimensionali. . Primo principio della dinamica. Secondo principio della dinamica. Definizione di forza. Principio di azione e reazione. Equilibrio. Lavoro ed energia. Potenza. Forze conservative ed energia potenziale. Forze centrali. Oscillatore armonico. Oscillatore smorzato e forzato. Momenti ed equilibrio dei momenti. - Moti relativi - Dinamica nei sistemi non inerziali. Forze fittizie.

Sistemi di punti materiali. Centro di massa. Equazioni cardinali della meccanica. Teorema di Koenig. Urti. Cinematica del corpo rigido - Sistemi equivalenti di forze - Dinamica del corpo rigido- Corpo rigido rotante intorno ad asse fisso - Energia cinetica e lavoro per un corpo rigido in moto piano- Teorema di Huygens- Steiner ; Calcolo dei momenti principali dï inerzia di solidi omogenei regolari - Pendolo composto - Assi principali d'inerzia - tensore di inerzia ( determinazione degli assi principali e dei momenti principali di inerzia) ; Moto di un corpo rigido rotante attorno a un asse centrale non principale d'inerzia - Effetti giroscopici. (Problemi a massa ridotta; forza gravitazionale; leggi di Keplero )

Aspetti fenomenologici dell'elasticità - Concetto di sforzo - La legge di Hooke: moduli e coefficienti di elasticitò - Cenni di elementi di teoria dell'elasticità lineare: relazione tra deformazione e sforzo. - Energia di un solido deformato; (tensore dell'elasticità ; equazioni di Cauchi; determinazione delle direzione e dei piani degli sforzi principali)

Proprietà dei fluidi- Fluidi ideali - Equilibrio statico dei fluidi: la legge di Stevino- Forze di superficie su un corpo immerso: la spinta di Archimede- Moto stazionario: l'equazione di continuità - La legge di conservazione dell'energia: il teorema di Bernoulli, il teorema di Torricelli -

Perturbazioni elastiche variabili nel tempo: concetto di onda- Vari tipi di onde - Onde periodiche: onde armoniche - Equazione delle onde- Velocità di propagazione delle onde elastiche in mezzi elastici lineari - Onda piana longitudinale: onda di pressione- Energia delle onde elastiche- Onda sferica armonica - Interferenza delle onde- Battimenti - Effetto Doppler -

Termometria. . Scale termomretriche - Gas perfetti - Scambi termici. Trasmissione del calore. calorimetria- calore specifico- cambiamenti di stato: calore latente- Trasformazioni reversibili e irreversibili - lavoro - Equivalente meccanico della caloria - Primo principio della termodinamica. Trasformazioi cicliche - macchine termiche - efficienza termica ed altri coefficienti di prestazione - Ciclo di Carnot. Secondo principio della termodinamica. - Teorema di Carnot.- Entropia. Teoria cinetica del gas perfetto- gas reali - Gas di van der Waals - Trasformazioni e funzioni di stato del gas di van der Waals - Cambiamenti di stato: variazioni di entropia - Potenziali termodinamici: condizioni di equilibrio e stabilità termodinamica . Equazione di Clausius-Clapeyron.

Focardi, Massa, Uguzzoni, "Fisica Generale", Casa Editrice Ambrosiana
Mazzoldi, Nigro, Voci, "Elementi di Fisica", Edises
Resnick, Halliday, Krane, "Fisica 1", Casa Editrice Ambrosiona

Programma del corso

Generalità: Introduzione all'informatica: definizioni di base,
algoritmo, rappresentazione dei dati. Architettura di Von
Neumann; cenni di storia dell'informatica.

Elementi del linguaggio Matlab: Elementi del linguaggio:
identificatori, parole chiave. Costanti
numeriche. Rappresentazione dei numeri in virgola
mobile. Tipi di dato numerico; variabili scalari ed espressioni
aritmetiche. Espressioni booleane.

Sintassi del linguaggio Matlab: Espressioni booleane. Strutture di
controllo: istruzioni condizionali if,then,else, switch; cicli:
for e while. Istruzione break.

Tipi di dati derivati: Vettori e matrici; operatori aritmetici e
booleani elemento per elemento; concatenazione di array.
Indicizzamento indiretto. Operazioni aritmetiche vettoriali e
matriciali: prodotto di matrici. Operatori di riduzione. Cell
array e stringhe. Strutture (struct).

Organizzazione del codice: Script e funzioni. Spazio dei nomi e
visibilità delle variabili. Regole di passaggio dei dati;
funzioni con risultati multipli. Input/output: istruzioni
di interazione con i file (fopen, fclose, fprintf, fscanf).

Algoritmi: Esempi di algoritmi: l'algoritmo di Euclide,
divisibilità, numeri primi. Ricorsione: il fattoriale; "wrapper
functions" e "tail recursion".

Grafica: Semplici operatori di grafica in 2D e 3D in Matlab. Diagrammi
lineari e logaritmici.

Calcolo numerico: Operatore di divisione per matrici; soluzione di
sistemi lineari, problemi ai minimi quadrati, "fit"
polinomiale. Soluzione di equazioni non lineari con il metodo di
bisezione.

Complessità computazionale: Definizione; esempi di complessità
logaritmica, polinomiale e combinatoria: la ricerca di dati, la
complessità degli operatori matriciali.

Principi di "problem solving": Organizzazione degli algoritmi,
modularità, operatori ricorrenti di "Folding", visita, costruzione.

Ordinamento: Principali metodi: inserzione, quicksort, mergesort, e
loro complessità nel caso medio e nel caso peggiore.

Materiale didattico

Appunti delle lezioni, esercitazioni, testi di esame precedenti,
disponibili al sito web del docente.



Testo consigliato

D. Smith: Engineering Computation with MATLAB, Pearson.

Spazi vettoriali: indipendenza lineare e basi. Coordinate rispetto ad una base.
Cambiamenti di base e cambiamenti di coordinate.
Sottospazi vettoriali e sottospazi affini: equazioni cartesiane e parametriche. Formula di Grassmann.
Applicazioni lineari: nucleo e immagine.
Sistemi lineari e metodi risolutivi: riduzione di Gauss-Jordan.
Matrici: rango, determinante, minori. Operazioni tra matrici.
Compatibilità di sistemi lineari: Teorema di Rouchè-Capelli.
Rappresentazione matriciale di applicazioni lineari. Rappresentazioni in basi diverse.
Autovalori, autovettori e polinomio caratteristico.
Prodotto scalare standard sullo spazio delle n-uple reali: ortogonalità, angoli, norma, distanza. Proiezioni ortogonali.
Elementi di geometria analitica euclidea nel piano: punti e rette. Equazioni cartesiane e parametriche. Mutue posizioni di rette. Fasci di rette. Distanza punto-retta.
Elementi di geometria analitica euclidea nello spazio: punti, rette e piani. Equazioni cartesiane e parametriche. Mutue posizioni di questi luoghi geometrici. Fasci di piani.
Prodotto vettoriale e prodotto misto. Interpretazione geometrica del determinante: volumi di parallelepipedi. Distanza punto-retta, distanza punto-piano, distanza tra due rette, proiezione ortogonale di una retta su un piano.
Trasformazioni notevoli nel piano e nello spazio: traslazioni, rotazioni, simmetrie (cenni)

Aristide Sanini – Esercizi di Geometria, Ed. Levrotto & Bella.
Marco Abate – Geometria, Ed. McGraw-Hill.
M. Abate e C. di Fabritiis – Geometria analitica con elementi di algebra lineare, Ed. McGraw-Hill.
Tom M. Apostol – Calcolo. Vol 2 – Geometria, Ed. Boringhieri.
Serge Lang – Algebra Lineare, Ed. Boringhieri.

Elettrotecnica (Meccanica, Ingegneria delle tecnologie di Internet) - 6 CFU Prof. Vincenzo Bonaiuto

1. Introduzione ai circuiti Circuiti a costanti concentrate: limiti di validità. Grandezze fisiche considerate. Il circuito elettrico. Le leggi di Kirchhoff. I bipoli, gli elementi a più di due terminali. Definizione di porta. Relazioni costitutive degli elementi bipolari lineari e permanenti: resistore, condensatore, induttore, generatore ideale di tensione e di corrente. Equivalenza fra i generatori di tensione nel caso reale. Il corto circuito e il circuito aperto. Connessioni non valide di elementi ideali. Relazioni costitutive degli elementi ideali due porte: induttori accoppiati, trasformatore ideale. Generatori controllati. Proprietà energetiche ai singoli componenti ideali.

2. Nozioni di topologia dei circuiti Grafo di un circuito e sue proprietà topologiche. Nozioni di topologia fondamentali: ramo, nodo, maglia, taglio, albero e co-albero. Conseguenze topologiche delle leggi di Kirkhhoff.

3. Rappresentazione esterna di circuiti. Il teorema di Thevenin e il teorema di Norton.

4. Analisi di circuiti senza memoria Il problema dell'analisi dei circuiti a costanti concentrate. Il sistema generale di equilibrio. Metodi di analisi del circuito su base maglie su base nodi. Elementi considerati: resistori, generatori di tensione e di corrente, generatori controllati.

5. Analisi di circuiti in regime permanente Suddivisione della risposta di un circuito nella parte transitoria e nella parte permanente. Limiti di validità di tale suddivisione. Legame fra il fasore dell'eccitazione e il fasore della risposta permanente. Descrizione del metodo grafico dei fasori. Legame fra grandezze nel tempo e fasori. Le funzioni sinusoidali e loro rappresentazione con il metodo dei fasori. Legami fra fasori delle grandezze elettriche per componenti elementari. Potenza e energia in regime permanente: potenza istantanea, potenza complessa, potenza attiva e reattiva. Bilancio energetico di un circuito in regime permanente. Analisi di circuiti con il metodo grafico. Rifasamento di un carico reattivo: risoluzione con il metodo grafico.

6. Analisi di circuiti con memoria Analisi di circuiti semplici del dominio del tempo. Andamenti tipici delle grandezze impresse nei circuiti con memoria. Il metodo della trasformata di Laplace. Calcolo di alcune trasformate elementari. Proprietà fondamentali della trasformata di Laplace: linearità, derivazione, integrazione e traslazione nel dominio del tempo. Antitrasformazione di Laplace. Sviluppo in frazioni parziali: caso di poli semplici. Calcolo di antitrasformate di funzioni razionali a coefficienti reali. Applicazione del metodo della trasformata di Laplace alla analisi di circuiti elettrici. Trasformazioni delle relazioni costitutive dei componenti e loro circuito equivalente nel dominio di Laplace. Trasformazione delle leggi di Kirkhhoff nel dominio di Laplace. Caso della presenza di condizioni iniziali. Esempi di applicazione del metodo di Laplace.

7. Funzioni di rete Eccitazione e risposta di un circuito. Classificazione delle funzioni di rete. La risposta impulsiva. L'integrale di convoluzione. Stabilità dei circuiti: proprietà delle funzioni di rete derivanti dalla stabilità. Caso dei circuiti attivi e passivi. Suddivisione della risposta di un circuito in parti significative: risposta libera e risposta forzata. Comportamento in frequenza di un circuito. Diagrammi di Bode. Filtri passivi. Circuiti risonanti.

8. Impianti elettrici e cenni sulla sicurezza elettrica Il sistema di distribuzione energia elettrica: descrizione e prospettive. Il sistema trifase, tensioni stellate e concatenate, connessioni a stella e triangolo. Sistema trifase simmetrico ed equilibrato: proprietà. Potenza nei sistemi trifase. Cenni di dimensionamento di un impianto elettrico. Sovracorrenti e sovratensioni: sistemi di protezione. Effetti della corrente elettrica sul corpo umano: sistemi di protezione.

Elettrotecnica - ed. Create McGraw-Hill 2014 a cura di V.Bonaiuto e F.Sargeni
Esercizi di Elettrotecnica 1 - 2a ed. TeXMat Roma 2005 - V. Bonaiuto M. Bonifazi F. Sargeni

Contenuti del corso: - ELETTROSTATICA NEL VUOTO Cariche elettriche. Isolanti e conduttori. Struttura elettrica della materia. La legge di Coulomb. Campo elettrostatico. Campo elettrostatico prodotto da una distribuzione continua di cariche. Linee di forza del campo elettrostatico. Lavoro della forza elettrica. Tensione, potenziale. Calcolo del potenziale elettrostatico. Energia potenziale elettrostatica. Il campo come gradiente del potenziale. Superfici equipotenziali. Il dipolo elettrico. La forza su un dipolo elettrico. Flusso del campo elettrostatico. Legge di Gauss. Alcune applicazioni e conseguenze della legge di Gauss. La divergenza del campo elettrostatico. ELETTROSTATICA NEI CONDUTTORI E NEI DIELETTRICI Conduttori in equilibrio. Conduttore cavo. Schermo elettrostatico. Strato piano. Discontinuita' del campo elettrico. Condensatori. Collegamento di condensatori. Energia del campo elettrostatico. Dielettrici. La costante dielettrica. Polarizzazione dei dielettrici. Energia del campo elettrostatico. CORRENTE ELETTRICA Conduzione elettrica. Corrente elettrica. Corrente elettrica stazionaria. Legge di Ohm della conduzione elettrica. Modello classico della conduzione elettrica. Resistori in serie e parallelo. Forza elettromotrice. Legge di Ohm generalizzata. MAGNETOSTATICA Interazione magnetica. Campo magnetico. Elettricita' e magnetismo. Forza magnetica su una carica in moto. Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente. Momenti meccanici su circuitipiani. Moto di una particella carica in un campo magnetico B. Campo magnetico prodotto da una corrente. Calcoli di campi magnetici prodotti da circuiti particolari. Azioni elettrodinamiche tra fili percorsi da corrente. Legge di Ampere. Teorema di equivalenza di Ampere. Divergenza del vettore induzione magnetica. Teorema della circuitazione di Ampere. Diamagneti, paramagneti e ferromagneti: il vettore magnetizzazione. INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica. Origine del campo elettrico indotto e della f.e.m. indotta. Applicazioni della legge di Faraday. Legge di Ampere-Maxwell. Corrente di spostamento. Autoinduzione ed induzione mutua. Gli esperimenti di Hertz. Le equazioni di Maxwell in forma differenziale. Le onde elettromagnetiche. L'equazione delle onde. Il vettore di Poynting. Perpendicolrità di E e B in una onda elettromagnetica. Le leggi della riflessione e della rifrazione. Il principio di Huygens. L'interferenza e gli aspetti energetici a questa connessi

Errore di misura - Incertezza di misura e fascia di valore - Incertezza strumentale e compatibilità delle misure - Misure dirette e indirette - Propagazione delle incertezze - Cifre significative. Analisi dei dati sperimentali Misure ripetute - Errori sistematici - Errori casuali: somma in quadratura - Trattazione statistica di misure ripetute affette da errori casuali: media, deviazione standard, deviazione standard della media, livello di confidenza, propagazione dell’incertezza statistica - Rappresentazione grafica dei dati da misure ripetute - Frequenza assoluta e relativa - Distribuzione di frequenze - Istogrammi - Variabili continue - Divisione in classi - Istogrammi d'area - Distribuzioni limite - Variabili casuali -Valore atteso e varianza nella teoria della probabilità. Funzione di Gauss: valore aspettato e varianza, standardizzazione - Funzione di ripartizione, tabelle di probabilità - Covarianza – Rigetto dei dati: criterio di Chauvenet – Medie pesate –Inferenza statistica. La stima dei parametri e gli intervalli di confidenza. Il principio di massima verosimiglianza. Metodo dei minimi quadrati per relazioni attese di tipo lineare – La distribuzione binomiale - La distribuzione Poissoniana - Il test del Chi quadro

Serway Jewett Fisica per scienze e Ingegneria vol. II
Mazzoldi Nigro Voci Elementi di Fisica - elettromagnetismo.

Termodinamica

Il Sistema Internazionale (SI). La Scienza Termodinamica.

Il sistema termodinamico: gli stati, le grandezze e le trasformazioni.

Gli scambi di massa, lavoro e calore.

Il principio zero della termodinamica.

L’equilibrio termico. La temperatura e le sue misurazioni (ITS-90).

Il primo principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti. Il secondo principio della termodinamica.

Lineamentistoricieformulazioni.L’entropia.Teoremaaumentodell’entropia .

I sistemi tecnici.

Equazioni generali del lavoro scambiato. I sistemi chiusi: motore e frigorifero. Il ciclo di Carnot. I sistemi aperti: compressore, espansore, valvola di laminazione, miscelatore, scambiatore e condotto.

Le sostanze.

La regola delle fasi. Proprietà : coefficienti di dilatazione, coefficienti calorimetrici. I diagrammi termodinamici. I gas ideali. I fluidi reali.

Le sostanze pure e i diagrammi di stato.

Gli impianti tecnici.

Gli impianti motore a gas: cicli Otto e Joule-Brayton. Gli impianti motore a vapore: cicli Carnot ed Hirn. Gli impianti a ciclo inverso: cicli frigoriferi a compressione di vapore.

Termofluidodinamica

Teoria generale

L’equazione di conservazione della massa. La legge di conservazione dell’energia: l’equazione di Bernoulli generalizzata. I tubi di Pitot e Venturi. Moto esterno alle superfici: flusso su lastra piana. Moto nei condotti: caratterizzazione dei regimi di moto e analisi delle perdite di carico in condotte in pressione con fuido a densità costante (moto laminare, relazioni di Blausius e Colebrook-White, diagramma di Moody, perdite di carico concentrate e distribuite, relazione di Darcy-Weisbach).

Impianti di riscaldamento ad acqua

Tipologia, componenti, dimensionamento e regolazione. Impianti di teleriscaldamento.

Termocinetica

Introduzione

La trasmissione del calore e la termodinamica. Le modalità di trasmissione del calore.

La conduzione.

L’equazione generale della conduzione. La conduzione monodimensionale in regime permanente e la conduzione transitoria a parametri concentrati. Metodi di misura della conduttività termica Resistenze termiche di contatto.

Scambio termico su superfici estese: le alette di raffreddamento.

L’irraggiamento.

Definizioni generali delle grandezze radiometriche e fotometriche. Il corpo nero e le leggi fondamentali dell’irraggiamento. Il comportamento dei corpi non neri: corpi reali e corpi grigi. Scambi termici e fattori di vista (dimostrazione). Schermi radianti. L’irraggiamento solare. I pannelli solari. Scambi termici attraverso e con un gas.

La convezione termica.

La convezione forzata: il coefficiente di scambio termico, il numero di Nusselt e l’analisi dimensionale. Cenni alla convezione su lastra piana e all’interno di condotti. La convezione naturale: considerazioni generali e gruppi adimensionali. La condensazione. L’ebollizione.

Gli scambiatori di calore.

Classificazioni e tipologie. Dimensionamento. V erifica. Metodo Ψ-P.

Scambiatori compatti. Perdite di carico negli scambiatori.

Le equazioni del comfort di Fanger. Le miscele di aria umida. Introduzione

Definizioni generali. Costruzione dei diagrammi di Mollier e ASHRAE. Le principali trasformazioni con l’aria umida.

Gli impianti di climatizzazione.

Componenti. Impianti a sola aria. Impianti a sola acqua. Impianti misti ad aria e acqua. Ricambi di aria negli ambienti.

Testi di riferimento

Da preferire: F. Gori, Lezioni di Termodinamica, TEXMAT; F. Kreith, Principi di trasmissione del calore, Liguori Editore; Gori, Corasaniti, Petracci, Lezioni di Termofluidodinamica, TEXMAT; F. Gori, S. Corasaniti, Fisica Tecnica Esercitazioni, TEXMAT; Appunti del corso di Termotecnica 1, P. Coppa.

Consigliati: Guglielmini e Pisoni, Elementi di Trasmissione del calore, Ambrosiana Yunus A. Ḉengel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill C. Bonacina, A. Cavallini, L. Mattarolo, Trasmissione del calore, CLEUP (Padova), 1985 E. Bettanini, F. Brunello, Lezioni di impianti tecnici, vol. 1 e 2, CLEUP (Padova), 1990 C. Pizzetti, Condizionamento dell’ aria e refrigerazione, teoria e calcolo degli impianti, Masson Italia Editori, 1988

Termodinamica

Il Sistema Internazionale (SI).

La Scienza Termodinamica.

Il sistema termodinamico: gli stati, le grandezze e le trasformazioni.
Gli scambi di massa, lavoro e calore.

Il principio zero della termodinamica.

L’equilibrio termico. La temperatura e le sue misurazioni (ITS-90).

Il primo principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti.

Il secondo principio della termodinamica.

Lineamenti storici e formulazioni. L’entropia. Teorema aumento dell’entropia .

I sistemi tecnici.

Equazioni generali del lavoro scambiato.
I sistemi chiusi: motore e frigorifero. Il ciclo di Carnot.
I sistemi aperti: compressore, espansore, valvola di laminazione, miscelatore, scambiatore e condotto.

Le sostanze.

La regola delle fasi. Proprietà: coefficienti di dilatazione, coefficienti calorimetrici.
I diagrammi termodinamici.
I gas ideali.
I fluidi reali.
Le sostanze pure e i diagrammi di stato.

Gli impianti tecnici.

Gli impianti motore a gas: cicli Otto e Joule-Brayton.
Gli impianti motore a vapore: cicli Carnot ed Hirn.
Gli impianti a ciclo inverso: cicli frigoriferi a compressione di vapore.

Termofluidodinamica

Teoria generale

L’equazione di conservazione della massa.
La legge di conservazione dell’energia: l’equazione di Bernoulli generalizzata.
I tubi di Pitot e Venturi.
Moto esterno alle superfici: flusso su lastra piana.
Moto nei condotti: caratterizzazione dei regimi di moto e analisi delle perdite di carico in condotte in pressione con fuido a
densità costante (moto laminare, relazioni di Blausius e Colebrook-White, diagramma di Moody, perdite di carico
concentrate e distribuite, relazione di Darcy-Weisbach).

Impianti di riscaldamento ad acqua

Tipologia, componenti, dimensionamento e regolazione.
Impianti di teleriscaldamento.

Termocinetica

Introduzione

La trasmissione del calore e la termodinamica. Le modalità di trasmissione del calore.

La conduzione.

L’equazione generale della conduzione. La conduzione monodimensionale in regime permanente e la conduzione transitoria
a parametri concentrati.
Metodi di misura della conduttività termica
Resistenze termiche di contatto.
Scambio termico su superfici estese: le alette di raffreddamento.

L’irraggiamento.

Definizioni generali delle grandezze radiometriche e fotometriche.
Il corpo nero e le leggi fondamentali dell’irraggiamento. Il comportamento dei corpi non neri: corpi reali e corpi grigi.
Scambi termici e fattori di vista (dimostrazione).
Schermi radianti.
L’irraggiamento solare.
I pannelli solari.
Scambi termici attraverso e con un gas.

La convezione termica.

La convezione forzata: il coefficiente di scambio termico, il numero di Nusselt e l’analisi dimensionale. Cenni alla
convezione su lastra piana e all’interno di condotti.
La convezione naturale: considerazioni generali e gruppi adimensionali.
La condensazione. L’ebollizione.

Gli scambiatori di calore.

Classificazioni e tipologie.
Dimensionamento.
Verifica.
Metodo Ψ-P.
Scambiatori compatti.
Perdite di carico negli scambiatori.

Le equazioni del comfort di Fanger.

Le miscele di aria umida.

Introduzione

Definizioni generali.
Costruzione dei diagrammi di Mollier e ASHRAE.
Le principali trasformazioni con l’aria umida.

Gli impianti di climatizzazione.

Componenti.
Impianti a sola aria.
Impianti a sola acqua.
Impianti misti ad aria e acqua.
Ricambi di aria negli ambienti.

F. Gori, Lezioni di Termodinamica, TEXMAT;

F. Kreith, Principi di trasmissione del calore, Liguori Editore;

Gori, Corasaniti, Petracci, Lezioni di Termofluidodinamica, TEXMAT;

F. Gori, S. Corasaniti, Fisica Tecnica Esercitazioni, TEXMAT;

Appunti del corso di Termotecnica 1, P. Coppa.

Consigliati:

Guglielmini e Pisoni, Elementi di Trasmissione del calore, Ambrosiana

Yunus A. Ḉ engel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill

C. Bonacina, A. Cavallini, L. Mattarolo, Trasmissione del calore, CLEUP (Padova), 1985

E. Bettanini, F. Brunello, Lezioni di impianti tecnici, vol. 1 e 2, CLEUP (Padova), 1990

C. Pizzetti, Condizionamento dell’ aria e refrigerazione, teoria e calcolo degli impianti, Masson Italia Editori, 1988

Si consulti anche il link: www.uniroma2.it/didattica/sdcvairo



Nozioni introduttive

Sistemi di forze applicate e condizioni di equilibrio - Campo di spostamento rigido infinitesimo - Il concetto di lavoro virtuale e teorema dei lavori virtuali per corpi rigidi liberi - I vincoli: definizione, aspetti statici e cinematici, molteplicità vincolare.



Meccanica delle strutture

Elementi di meccanica delle strutture rigide

Introduzione alle strutture piane e impostazione del problema statico - Algebra del problema statico: il grado di iperstaticità, esistenza e unicità della soluzione - Impostazione del problema di compatibilità delle strutture - Algebra del problema di compatibilità: grado di labilità, esistenza e unicità della soluzione - Centri dello spostamento assoluti e relativi: definizione, relazione centri-vincoli, teoremi di allineamento - Tracciamento delle catene cinematiche per strutture labili - La relazione fondamentale tra labilità, iperstaticità, molteplicità vincolare e numero di corpi rigidi - Teoremi degli spostamenti e delle forze virtuali per strutture rigide - Il metodo di Lagrange per il calcolo delle reazioni vincolari - Le caratteristiche della sollecitazione nelle strutture ed equazioni indefinite di equilibrio - Elementi di statica grafica - Le strutture reticolari: definizione e metodi di analisi statica.

Elementi di meccanica delle strutture deformabili

Teorie di trave: i modelli di Eulero-Bernoulli e Timoshenko. Equazioni della linea elastica - Effetti anelatici e distorsioni termiche sulle strutture - Analisi delle strutture iperstatiche: il metodo delle forze - Il teorema dei lavori virtuali per l’analisi delle strutture deformabili - La verifica di sicurezza delle strutture - Cenni all’instabilità euleriana delle aste pressoinflesse.



Geometria delle aree

Nozione di baricentro di figura - Momenti di figura del primo e secondo ordine - Teorema del trasporto di Huygens - Il tensore delle inerzie di figura e cambio di riferimento - Riferimento principale di inerzia ed ellisse centrale di inerzia di Culmann - Centro relativo di una retta e proprietà - Leggi di polarità e antipolarità - Nocciolo centrale d’inerzia.



Meccanica del Continuo

Problema statico di un continuo alla Cauchy

Definizione del continuo alla Cauchy - Equazioni cardinali della statica - Il concetto di tensione - Teorema di rappresentazione di Cauchy - Equilibrio indefinito ed ai limiti - Simmetria del tensore delle tensioni - Direzioni principali di tensione e tensioni principali - Cerchi di Mohr e arbelo di Mohr- Stati piani e monoassiali di tensione.

Cinematica del continuo deformabile

La cinematica compatibile e il concetto di congruenza interna - L’ipotesi delle piccole deformazioni e tensore delle piccole deformazioni - Direzioni principali di deformazione e dilatazioni principali - Stati piani e monoassiali di deformazione - Le equazioni di congruenza interna.

Il teorema dei lavori virtuali per continui deformabili

Formulazioni integrali del problema dell'equilibrio e della congruenza - Il teorema degli spostamenti virtuali - Il teorema delle forze virtuali.

Il legame costitutivo

Evidenze sperimentali e modellazione matematica - Elasticità secondo Green - Potenziale elastico e potenziale complementare - Legame costitutivo diretto e inverso - Elasticità lineare - Isotropia.

Il problema dell’equilibrio elastico e sue formulazioni

Formulazione del problema del'equilibrio elastico - L'approccio agli spostamenti e l'approccio alle tensioni - Unicità della soluzione: Teorema di Kirchhoff - I teoremi sull'energia: teorema di Clapeyron, teorema di Betti-Maxwell, teorema di Castigliano.

Il problema del De Saint Venant

Definizione del problema della trave alla De Saint Venant - Impostazione e strategia di soluzione generale - Sollecitazioni semplici: sforzo normale, flessione retta, flessione deviata, presso flessione, torsione, taglio - Le travi in parete sottile nel caso di taglio e torsione: sezioni aperte e sezioni chiuse.

I criteri di resistenza per materiali fragili e duttili: il limite elastico

Il concetto di resistenza del materiale e di sicurezza strutturale - Criteri per materiali fragili: criterio di Galileo-Rankine; criterio di Saint Venant-Grashof; criterio di Mohr-Coulomb - Criteri per materiali duttili: criterio di Guest-Tresca; criterio di Huber-Von Mises- Hencky.

- Appunti dalle lezioni.

Testi per consultazione

- E. Viola , ''Esercitazioni di Scienza delle Costruzioni'', volumi 1 e 2, Pitagora Editrice Bologna.

- S. Abeasis , ''Algebra Lineare e Geometria'', ed. Zanichelli.

- M. Capurso, ''Lezioni di Scienza delle Costruzioni'', Pitagora Editrice Bologna.

- L. Corradi Dell'Acqua , ''Meccanica delle Strutture'', volumi 1 e 2, McGraw-Hill.

- D. Berbardini, “Introduzione alla Meccanica delle Strutture”, CittàStudi Ed.

Programma:
1)Analisi e sintesi cinematica dei meccanismi. Cinematica dei moti finiti ed infinitesimi. 2) Analisi dinamica. Equazioni di Newton-Euler. Principio dei Lavori virtuali 3)Classificazione delle macchine. Attrito e rendimento meccanico. 4) Trasmissioni di potenza mediante ingranaggi e sistemi a cinghia. Giunti. 5) Vibrazioni meccaniche. Sistemi lineari discreti.

J.J. Uicker, J.E. Shigley, G. Pennock, Theory of Machines and Mechanisms, 3rd ed., Oxford Press
N.P. Belfiore, A. Di Benedetto, E. Pennestrì, Fondamenti di Meccanica Applicata alle Macchine, Casa Editrice Ambrosiana, Milano
E. Pennestrì, Dinamica Tecnica e Computazionale, vol.I, Casa Editrice Ambrosiana, 3a ed., 2009

Contenuti del corso:

Il corso è articolato in due sezioni da 6 CFU ciascuna, la prima relativa ai Fondamenti della Scienza dei Materiali a cura della Prof. Ing. Francesca Nanni, la seconda relativa ai Fondamenti della Metallurgia a cura del Prof. Roberto Montanari.
La prima parte è dedicata allo studio delle tipologie di legame, struttura e difetti dei solidi. Segue un excursus sulle principali tipologie di sollecitazione a cui sono sottoposti i materiali nelle loro applicazioni strutturali (trazione, compressione, creep, fatica) e relative metodologie di prova. Le prestazioni meccanico-funzionali dei materiali verranno analizzate alla luce di fenomeni microscopici e della microstruttura. La seconda parte del corso sarà focalizzata sullo studio delle principali classi di materiali metallici (leghe ferrose e non) e sui relativi trattamenti termici atti a modificarne le proprietà. Verranno pertanto spiegati in diagrammi di stato delle principali leghe metalliche e il loro impiego i metallurgia

In definitiva il corso sarà articolato come segue:

Sezione I: Fondamenti di Scienza dei Materiali

• Legami primari e secondari
• Formazione e struttura dei solidi
• direzioni e piani reticolari
• Difetti della struttura cristallina: difetti di punto di linea e di superficie
• La prova di trazione e le principali proprietà dei materiali
• Durezza
• frattura: principali meccanismi della frattura
• creep
• fatica
• introduzione ai materiali polimerici: la chimica del carbonio
• struttura de polimeri termoplastici, termoindurenti, elastomeri
• metodi di polimerizzazione
• proprietà meccaniche dei materiali polimerici
• viscoelasticità nei polimeri
• cenni alla produzione dei polimeri
• strutture dei ceramici
• principali proprietà dei ceramici
• metodi di produzione dei ceramici

Sezione II: Fondamenti di Metallurgia

• Richiami sui diagrammi di stato
• Diffusione
• Diagramma Fe-C
• Diagrammi ternari
• curve TTT e CCT
• microstrutture di equilibrio e non negli acciai
• Trattamenti termici di interesse applicativo
• frattura e tenacità
• produzione dei metalli: solidificazione e metallurgia delle polveri,
• fabbricazione acciaio fonderia
• saldatura,
• effetto degli elementi di lega negli acciai,
• acciai strutturali per uso generale,
• acciai da bonifica per molle,
• Acciai per utensili,
• Acciai inox,
• usura,
• cementazione e nitrurazione,
• ghise,
• alluminio e le sue leghe,
• magnesio e le sue leghe,
• rame e le sue leghe,
• titanio e le sue leghe,
• nichel e le sue leghe,
• compositi a matrice metallica

Testi consigliati:
Sezione di Fondamenti della Scienza dei Materiali: W.Smith Scienza e Tecnologia dei materiali McGraw Hill/ W.Callister Scienza e Ingegneria dei Materiali Edises,
Sezione relativa ai Fondamenti della Metallurgia: W. Nicodemi Metallurgia II edizione Zanichelli

Contenuti del corso:

Il corso è articolato in due sezioni da 6 CFU ciascuna, la prima relativa ai Fondamenti della Scienza dei Materiali a cura della Prof. Ing. Francesca Nanni, la seconda relativa ai Fondamenti della Metallurgia a cura del Prof. Roberto Montanari.
La prima parte è dedicata allo studio delle tipologie di legame, struttura e difetti dei solidi. Segue un excursus sulle principali tipologie di sollecitazione a cui sono sottoposti i materiali nelle loro applicazioni strutturali (trazione, compressione, creep, fatica) e relative metodologie di prova. Le prestazioni meccanico-funzionali dei materiali verranno analizzate alla luce di fenomeni microscopici e della microstruttura. La seconda parte del corso sarà focalizzata sullo studio delle principali classi di materiali metallici (leghe ferrose e non) e sui relativi trattamenti termici atti a modificarne le proprietà. Verranno pertanto spiegati in diagrammi di stato delle principali leghe metalliche e il loro impiego i metallurgia

In definitiva il corso sarà articolato come segue:

Sezione I: Fondamenti di Scienza dei Materiali

• Legami primari e secondari
• Formazione e struttura dei solidi
• direzioni e piani reticolari
• Difetti della struttura cristallina: difetti di punto di linea e di superficie
• La prova di trazione e le principali proprietà dei materiali
• Durezza
• frattura: principali meccanismi della frattura
• creep
• fatica
• introduzione ai materiali polimerici: la chimica del carbonio
• struttura de polimeri termoplastici, termoindurenti, elastomeri
• metodi di polimerizzazione
• proprietà meccaniche dei materiali polimerici
• viscoelasticità nei polimeri
• cenni alla produzione dei polimeri
• strutture dei ceramici
• principali proprietà dei ceramici
• metodi di produzione dei ceramici

Sezione II: Fondamenti di Metallurgia

• Richiami sui diagrammi di stato
• Diffusione
• Diagramma Fe-C
• Diagrammi ternari
• curve TTT e CCT
• microstrutture di equilibrio e non negli acciai
• Trattamenti termici di interesse applicativo
• frattura e tenacità
• produzione dei metalli: solidificazione e metallurgia delle polveri,
• fabbricazione acciaio fonderia
• saldatura,
• effetto degli elementi di lega negli acciai,
• acciai strutturali per uso generale,
• acciai da bonifica per molle,
• Acciai per utensili,
• Acciai inox,
• usura,
• cementazione e nitrurazione,
• ghise,
• alluminio e le sue leghe,
• magnesio e le sue leghe,
• rame e le sue leghe,
• titanio e le sue leghe,
• nichel e le sue leghe,
• compositi a matrice metallica

Testi consigliati:
Sezione di Fondamenti della Scienza dei Materiali: W.Smith Scienza e Tecnologia dei materiali McGraw Hill/ W.Callister Scienza e Ingegneria dei Materiali Edises,
Sezione relativa ai Fondamenti della Metallurgia: W. Nicodemi Metallurgia II edizione Zanichelli

Stati di tensione e deformazione, tensione, compressione, taglio. Elementi sollecitati assialmente in regime elastico e non. Elementi sollecitati a torsione a sezione assialsimmetrica e non. Azioni interne in elementi monodimensionali soggetti a forze di taglio e momenti flettenti. Sollecitazioni interne in travi a sezione semplice o complessa, ad asse rettilineo e non, in campo elastico e plastico. Tensioni residue e loro stima in alcuni casi di elasto-plasticità. Stati di tensione o deformazione piana, tensioni principali. Applicazioni ad elementi strutturali in presenza di stati di tensione piana. Calcolo di progetto di strutture staticamente indeterminate. Instabilità elastica e elasto-plastica di strutture monodimensionali ed assialsimmetriche in parete sottile.

NON DISPONIBILI

Elementi di Contabilità Industriale

Analisi e classificazione dei costi industriali. Ammortamenti. Analisi costo-volume-profitto. Analisi di breakeven. Margine di contribuzione.

Introduzione ai Sistemi Produttivi

Classificazione di sistemi produttivi, processi industriali e layout. Produzione per commessa e per magazzino. Produzione continua e intermittente. Produzione per processo e per parti. Automazione rigida ed automazione flessibile. Automazione dei processi di produzione: macchine NC, macchine CNC, celle di lavorazione e linee transfer.

Dimensionamento degli impianti di produzione e studio del layout di impianto

Differenti tipologie di layout. Rendimento composto (Overall Equipment Effectiveness) di un sistema produttivo. Dimensionamento del numero di macchine. Confronto tecnico-economico tra differenti processi/layout. Studio di fattibilità tecnico-economico dell’impianto. Analisi di casi aziendali.



Sistemi di movimentazione e stoccaggio dei materiali

Generalità sul material handling. Classificazione e panoramica sui sistemi di movimentazione interna: rulli, nastri, paranchi, carrelli, AGV, AEM. Classificazione e panoramica sui sistemi di stoccaggio dei materiali: magazzini a catasta, magazzini a scaffalature tradizionali, magazzini automatizzati. Criteri di scelta e principi di progettazione dei sistemi di Material Handling. Principi di dimensionamento sistemi di trasporto: rulli, nastri e paranchi, carrelli e AGV. Principi di dimensionamento sistemi di immagazzinamento: magazzino servito da carrelli elevatori, magazzino automatico servito da trasloelevatore.

Servizi generali di impianto

Schema di funzionamento generale di un impianto di servizio. Iter generale di dimensionamento. Problemi ricorrenti nella progettazione: produzione/approvvigionamento, continuità del servizio, centralizzazione e decentralizzazione, sistema di generazione/accumulo, chiusura dell'impianto. Principi di funzionamento e di dimensionamento dei principali impianti di servizio: acqua industriale, aria compressa, impianti termici (impianti HVAC e impianti vapore per utenze tecnologiche), energia elettrica. Cenni sugli impianti antincendio e sugli impianti di trattamento reflui industriali.

A.Monte, ''Elementi di Impianti Industriali'', voll 1 e 2, Ed. Cortina, 1994
F.Turco, ''Principi generali di progettazione degli impianti industriali'', Ed. Città Studi, 1993
V.Cesarotti,V.Introna, Dispense del corso e note didattiche disponibili sul sito web del corso

PROGRAMMA



Introduzione al corso.Le tecnologie come trasformazioni di stati. Relazione tra sistema tecnologico e il materiale. Criteri tecnologici di scelta delle variabili di processo.Generalità e classificazione delle lavorazioni meccaniche. Criteri tecnologici di selezione dei processi. Criteri economici di valutazione. L’innovazione tecnologica.





Cenni sulle principali proprietà dei materiali di interesse tecnologico. Le prove meccaniche e le prove tecnologiche in funzione della lavorabilità dei materiali metallici.

Lavorazioni per fusione. Principi generali sulla fusione e solidificazione dei metalli. Classificazione dei principali processi di formatura e colata: in terra, con placca modello, in conchiglia, sotto vuoto, pressofusione, centrifuga, a cera persa, in lingottiera, in colata continua. Dimensionamento dei modelli, delle forme, delle materozze, dei canali di colata. Difetti, controllo e finitura dei getti. Tensioni di ritiro nei getti. Aspetti tecnico-economici dei processi di fonderia.

Lavorazioni per deformazione plastica.Comportamento plastico dei metalli. Criteri di plasticità. Deformazione permanente. Lavoro di deformazione. Fucinatura e stampaggio: generalità, forze, lavoro, macchine. Laminazione: generalità; elementi di calcolo sulla laminazione; lunghezza di laminazione; condizioni di imbocco; velocità di laminazione; sezione neutra; forze di laminazione; momento torcente e potenza; pressione di laminazione; allargamento dei laminati piatti; laminazione di profilati, struttura delle macchine. Estrusione:generalità; matrici per estrusione; forze di estrusione. Trafilatura: generalità; forze di trafilatura, lavoro, trafile.

Saldature. Saldature autogene ed eterogene, saldatura a fiamma ossiacetilenica, saldatura ad arco, atmosfera controllata, resistenza. Saldature con tecniche non convenzionali. Difettosità e frattura dei giunti saldati. Caratteristiche meccaniche dei giunti saldati.

Lavorazioni per asportazione di truciolo. Angoli di taglio e rappresentazione unificata degli utensili. Meccanismi di formazione del truciolo. Meccanica del taglio dei metalli. Fattori che influenzano le forze di taglio. Usura degli utensili. Scelta delle condizioni ottimali di taglio. Struttura delle macchine utensili. Lavorazioni di tornitura. Lavorazioni di fresatura. Lavorazioni di foratura. Lavorazioni di rettifica. Lavorazione per la produzione di ruote dentate. Difetti superficiali e di forma indotti dalla lavorazione. Cicli di lavorazione.

Le tecnologie non convenzionali. Water-Jet Machining. Ultrasonic Machining. Electrical- Discharge Machining. Laser Beam Machining. Laser Assisted Machining.

Esercitazioni. Durante le esercitazioni sono sviluppati gli aspetti applicativi e progettuali di alcuni argomenti trattati.

Testi consigliati



Gabrielli F., Ippolito R., Micari F., Analisi e tecnologia delle lavorazioni meccaniche, editore McGraw-Hill Companies.



F. Giusti, M. Santochi, Tecnologia Meccanica e studi di Fabbricazione, Ed. Ambrosiana Milano.



Serope Kalpakjian, Manufacturing Engineering and Technology, Addison-Wesley Publishing Company



Appunti dalle lezioni.

Contenuti del corso: - Gli argomenti principali trattati durante il corso sono indicati qui di seguito:
1. Nozioni di base: Comportamento meccanico dei materiali per le sollecitazioni statiche. Richiami di teoria della trave e in generale di meccanica del continuo. Sollecitazioni di contatto.
2. Meccanica dei materiali: Sollecitazioni di fatica: definizioni, evoluzione delle rotture per fatica, diagrammi di resistenza, effetto di forma, parametri che influenzano la resistenza di fatica. Cumulo di fatica e conteggio dei cicli. Fatica oligociclica. Fatica superficiale. Corrosione e fatica. Scorrimento viscoso e sua previsione. Resistenza alle sollecitazioni urto. Meccanica della frattura: nozioni fondamentali; meccanica della frattura lineare elastica; estensione alle piccole plasticizzazioni. Modello di Dugdale per la fatica elastoplastica. Legge di Paris e connessione tra meccanica della frattura e fatica.
3. Progetto degli elementi costruttivi delle macchine: elementi monodimensionali (perni, assi alberi); vibrazioni flessionali e torsionali. Supporti: cuscinetti volventi (tipologia, calcolo a durata, lubrificazione); cuscinetti a strisciamento. Ruote dentate: morfologia, problemi cinematici e costruttivi per le ruote dentate cilindriche per assi paralleli. Meccanismi di cedimento delle ruote dentate. Verifiche a pitting e a flessione. Verifica termica e verifica al grippaggio. Correzione dei profili; strisciamenti. Molle di flessione e di torsione. Sistemi di molle.

Materiale di studio consigliato
Materiale distribuito a lezione. Appunti tratti dalle lezioni.

Testi per consultazione:
C. Brutti, Introduzione alla progettazione meccanica, Levrotto&Bella, Torino.
R.Juvinall, Fondamenti della Progettazione Meccanica, ETS, PISA
Shigley, Progetto e Costruzione di Macchine, Mc-Graw-Hill

Termofluidodinamica delle macchine. Il principio della conservazione e dell’equivalenza: il 1° Principio della Termodinamica. Il Principio dell’Evoluzione e le irreversibilità: il 2° Principio della Termodinamica. L’equazione dell’energia in termini termodinamici e meccanici. Proprietà dei fluidi tecnici. Le trasformazioni dei fluidi tecnici: lavoro scambiato, rendimento e potenza nelle fasi di compressione ed espansione. Elementi di fluidodinamica applicata allo studio delle macchine: efflusso di fluidi comprimibili e incomprimibili nei condotti, le equazioni cardinali dell’efflusso, espressione termo-fluidodinamica dell’equazione dell’energia, scambio di lavoro fluido-macchina.
Le macchine a fluido. Generalità e classificazione delle macchine a fluido. Principi di funzionamento delle macchine dinamiche. Le macchine dinamiche: macchine motrici (a fluido comprimibile) ed operatrici (pompe). Principi di funzionamento delle macchine volumetriche. Le macchine volumetriche operatrici: pompe e compressori alternativi.
Metodologie di analisi degli impianti di conversione dell’energia. Analisi di primo e secondo principio. Analisi entropica. Sviluppo della metodologia di analisi basata sui “fattori termodinamici”: fattore Carnot, fattore Clausius, fattore di molteplicità delle sorgenti.
Cicli a vapore: analisi termodinamica del ciclo base di riferimento limite e reale. Scelta dei parametri operativi del ciclo: le condizioni al condensatore e al generatore di vapore. Modifiche al ciclo base: il risurriscaldamento del vapore, la rigenerazione termica tramite spillamenti di vapore. Tipologie di rigeneratori, il degassatore. Schema impiantistico di un ciclo a vapore rigenerato e dotato di risurriscaldamento del vapore.
Cicli a gas: analisi termodinamica del ciclo base di riferimento ideale, limite e reale semplificato. Scelta dei parametri operativi del ciclo: rapporto di compressione e temperatura massima. Eventuali modifiche al ciclo base: rigenerazione, frazionamento della compressione e/o della espansione.
Cicli combinati gas-vapore: benefici termodinamici connessi alla combinazione del ciclo a gas con quello a vapore. Il ciclo ideale di riferimento. Criteri di ottimizzazione termodinamica dei cicli a recupero alimentati da sorgenti a temperatura variabile. Il rendimento dei cicli combinati ed il rapporto di potenze tra sezione a gas e sezione a vapore.

TESTI CONSIGLIATI
M. Gambini, M. Vellini – Appunti per le lezioni di Macchine
M. Gambini – Appunti per le lezioni di Conversione dell’Energia