| FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E PROGETTO DI MACCHINE
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:Il corso fornisce contenuti avanzati per la progettazione delle macchine a fluido, in particolare turbocompressori e turbine. Una volta introdotte brevemente le equazioni della fluidodinamica, si approfondiscono gli aspetti fenomenologici del trasporto della vorticità, dello strato limite e della compressibilità del fluido applicati alla progettazione di turbomacchine per applicazioni industriali, aeronautiche e automotive. Vengono inoltre descritti i fondamenti della progettazione integrata delle turbomacchine con i sistemi ad esse connessi. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Lo studente sarà in grado di comprendere i fenomeni fluidodinamici che determinano le dipendenze funzionali tra i numerosi parametri di prestazione, in tutte le condizioni di funzionamento. Lo studente sarà inoltre in grado di applicare le conoscenze sviluppate a tutti i casi di interesse pratico (turbocompressori, turbosovralimentatori, motori a getto, etc). Lo studente imparerà anche i fondamenti del controllo integrato dei sistemi e delle turbomacchine ad esse connessi. Le conoscenze sviluppate aiuteranno lo studente sia nella progettazione di turbomacchine che dei sistemi collegati ad esse. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente applicherà la conoscenza sviluppata per l'analisi di problemi pratici di progettazione e controllo delle turbomacchine, partendo da una raggiunta consapevolezza dei fenomeni fluidodinamici alla base del loro funzionamento. Potranno quindi con facilità applicare la conoscenza sviluppata, che ha una validità del tutto generale, a casi progettuali anche innovativi. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà dimostrare la propria consapevolezza critica rispetto a tutti i numerosi aspetti di natura fisica ed economica alla base della progettazione delle turbomacchine. Nella prova scritta lo studente potrà dare prova delle proprie capacità critiche rispetto alla risoluzione di due problemi di interesse pratico. ABILITÀ COMUNICATIVE: Lo studente dimostrerà, soprattutto durante la prova orale, la propria capacità di descrivere il funzionamento e i principali aspetti di design delle turbomacchine. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:Lo studente acquisirà familiarità con la schematizzazione dei problemi pratici, soprattutto per la preparazione alla prova scritta. Ciò riguarda principalmente le turbomacchine (ad esempio turbine eoliche, turbine a vapore, turbine idrauliche, pompe idrauliche, turbocompressori, turbosovralimentatori, motori a getto etc.) e i sistemi ad esse collegati (ad esempio pompe di calore, centrali elettriche idrauliche, sistemi di pompaggio, sistemi di distribuzione dell'aria, motori a combustione interna, etc). 2° parte OBIETTIVI FORMATIVI: - Approfondimento delle proprietà termofisiche dei fluidi di interesse nelle macchine a fluido e nelle apparecchiature di scambio termico; - Elementi fondamentali per il dimensionamento e l'interpretazione del comportamento in condizioni diverse da quelle di progetto di componenti (macchine e apparecchiature di scambio termico) e sistemi energetici complessi; - Impiego di software per la valutazione delle proprietà dei fluidi tecnici e per lo studio del comportamento di componenti e sistemi energetici.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Capacità di comprendere a fondo la letteratura tecnica e scientifica nel settore delle macchine a fluido e dei sistemi energetici, e utilizzarne i contenuti per sviluppare idee originali; progettare, formalizzare e implementare (attraverso opportuni linguaggi di programmazione) metodi dedicati ed efficienti per la soluzione di problemi complessi; progettare e condurre esperimenti per la valutazione delle soluzioni progettuali di sistemi e metodi ad essi applicati; valutare lo stato delle proprie conoscenze e acquisire in modo continuo le conoscenze necessarie ad aggiornarlo.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Capacità di definire le specifiche di progetto di macchine a fluido e sistemi energetici anche complessi, tenendo conto dei vincoli tecnologici, economici ed ambientali; capacità di valutare le prestazioni di detti sistemi in condizioni di funzionamento nominale e fuori-progetto.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Capacità, nell'ambito delle macchine a fluido e dei sistemi energetici, di integrare le conoscenze acquisite al fine di gestire situazioni e problemi complessi, di formulare giudizi in merito anche sulla base di informazioni limitate o incomplete, e di valutare criticamente l'applicazione di nuove tecnologie. Tali capacità sono acquisite nella preparazione all'esame e nell'elaborazione del progetto.
ABILITÀ COMUNICATIVE: Saper comunicare, a interlocutori specialistici e non, in modo chiaro e non ambiguo, le proprie conoscenze nel settore delle macchine a fluido e dei sistemi energetici. Tali capacità sono verificate con l'esame finale (comunicazione scritta e orale) e con la presentazione dei risultati ottenuti nel progetto.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Capacità di continuare a studiare e approfondire in modo autonomo temi inerenti la progettazione, la verifica e il collaudo di macchine a fluido e, più in generale, di sistemi energetici complessi. Tali capacità sono acquisite nella preparazione all'esame e nell'elaborazione del progetto.
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Codice
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8039577 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
| Modulo: PROGETTO DI MACCHINE
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI: - approfondimento delle proprietà termofisiche dei fluidi di interesse nelle macchine a fluido e nelle apparecchiature di scambio termico; - elementi fondamentali per il dimensionamento e l'interpretazione del comportamento in condizioni diverse da quelle di progetto di componenti (macchine e apparecchiature di scambio termico) e sistemi energetici complessi; - acquisizione delle competenze fondamentali per la valutazione delle prestazioni, per il collaudo e il monitoraggio di sistemi energetici; - impiego di software per la valutazione delle proprietà dei fluidi tecnici e per lo studio del comportamento dinamico di componenti e sistemi energetici.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Capacità di comprendere a fondo la letteratura tecnica e scientifica nel settore delle macchine a fluido e dei sistemi energetici, e utilizzarne i contenuti per sviluppare idee originali; progettare, formalizzare e implementare (attraverso opportuni linguaggi di programmazione) metodi dedicati ed efficienti per la soluzione di problemi complessi; progettare e condurre esperimenti per la valutazione delle soluzioni progettuali di sistemi e metodi ad essi applicati; valutare lo stato delle proprie conoscenze e acquisire in modo continuo le conoscenze necessarie ad aggiornarlo.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Capacità di definire le specifiche di progetto di macchine a fluido e sistemi energetici anche complessi, tenendo conto dei vincoli tecnologici, economici ed ambientali; capacità di valutare le prestazioni di detti sistemi in condizioni di funzionamento nominale e fuori-progetto.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Capacità, nell'ambito delle macchine a fluido e dei sistemi energetici, di integrare le conoscenze acquisite al fine di gestire situazioni e problemi complessi, di formulare giudizi in merito anche sulla base di informazioni limitate o incomplete, e di valutare criticamente l'applicazione di nuove tecnologie. Tali capacità sono acquisite nella preparazione all'esame e nell'elaborazione del progetto.
ABILITÀ COMUNICATIVE: Saper comunicare, a interlocutori specialistici e non, in modo chiaro e non ambiguo, le proprie conoscenze nel settore delle macchine a fluido e dei sistemi energetici. Tali capacità sono verificate con l'esame finale (comunicazione scritta e orale) e con la presentazione dei risultati ottenuti nel progetto.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Capacità di continuare a studiare e approfondire in modo autonomo temi inerenti la progettazione, la verifica e il collaudo di macchine a fluido e, più in generale, di sistemi energetici complessi. Tali capacità sono acquisite nella preparazione all'esame e nell'elaborazione del progetto.
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Codice
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M-5222 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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9
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Settore scientifico disciplinare
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ING-IND/09
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Ore Aula
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90
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Docente
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MANNO MICHELE
(programma)
PROPRIETÀ DEI FLUIDI TECNICI Proprietà termofisiche dei fluidi agenti nelle macchine (gas, miscele di gas, gas umidi e saturi, liquidi, vapori) e correlazioni per il loro utilizzo nel calcolo delle macchine a fluido, dei sistemi di conversione dell'energia e delle relative apparecchiature di scambio termico. Impiego di software per il calcolo delle proprietà termodinamiche dei fluidi tecnici. Combustione: proprietà termodinamiche dei principali combustibili e dei prodotti della combustione. TURBOMACCHINE MOTRICI E OPERATRICI Richiami su triangoli di velocità, lavoro di stadio, grado di reazione; elementi di dimensionamento; architettura di macchine multistadio e problematiche di progetto. Turbine a vapore: rendimento, tenute, linea di espansione; layout di macchina, determinazione del numero degli stadi; applicazioni. Turbine a gas: layout dell’impianto, caratteristiche e configurazione del compressore e dell'espansore; applicazioni. Compressori: configurazione di stadio e di macchina per compressori assiali e centrifughi mono- e multistadio; applicazioni. APPARECCHIATURE DI SCAMBIO TERMICO Elementi di progettazione di apparecchiature di scambio termico proprie degli impianti a vapore: condensatori, rigeneratori, generatori di vapore a combustibile (GVC) e a recupero (GVR). Disamina delle problematiche fenomenologiche e funzionali; individuazione delle specifiche tecniche e lineamenti di calcolo per il dimensionamento delle apparecchiature e delle superfici di scambio termico. COMPORTAMENTO “FUORI PROGETTO” DI COMPONENTI E SISTEMI ENERGETICI Criteri di similitudine e loro utilizzo nel progetto, verifica e sperimentazione in scala ridotta ed in scala 1:1 nelle macchine dinamiche operatrici e motrici e nelle apparecchiature di scambio termico. Similitudini (geometrica, cinematica, dinamica, agli scambi termici, etc.) e associati indici di forma. Gruppi adimensionali di variabili; parametri corretti e loro utilizzo. Definizione dei parametri caratteristici prestazionali di macchine e apparecchiature di scambio termico e correlazioni esistenti tra di loro. Richiami sulle curve caratteristiche dimensionali ed effettive. Fuori progetto delle turbomacchine motrici e operatrici: compressori e pompe dinamiche; espansori a gas e a vapore. Fuori progetto di apparecchiature di scambio termico a convezione e a irraggiamento e applicazione a condensatori, rigeneratori, GVC e GVR. Elementi per il calcolo del fuori progetto di sistemi energetici: applicazione alle turbine a gas mono e bialbero, agli impianti a vapore e ai cicli combinati. Lineamenti e implicazioni fenomenologiche alla base della regolazione di componenti e di sistemi di conversione termomeccanica dell’energia. Modellazione e analisi del comportamento dinamico di componenti e sistemi energetici mediante software Simscape.
 Dispense fornite dal docente e disponibili su DidatticaWeb.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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- |
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
Valutazione di un progetto
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| Modulo: FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:Il corso fornisce contenuti avanzati per la progettazione delle macchine a fluido, in particolare turbocompressori e turbine. Una volta introdotte brevemente le equazioni della fluidodinamica, si approfondiscono gli aspetti fenomenologici del trasporto della vorticità, dello strato limite e della compressibilità del fluido applicati alla progettazione di turbomacchine per applicazioni industriali, aeronautiche e automotive. Vengono inoltre descritti i fondamenti della progettazione integrata delle turbomacchine con i sistemi ad esse connessi. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Lo studente sarà in grado di comprendere i fenomeni fluidodinamici che determinano le dipendenze funzionali tra i numerosi parametri di prestazione, in tutte le condizioni di funzionamento. Lo studente sarà inoltre in grado di applicare le conoscenze sviluppate a tutti i casi di interesse pratico (turbocompressori, turbosovralimentatori, motori a getto, etc). Lo studente imparerà anche i fondamenti del controllo integrato dei sistemi e delle turbomacchine ad esse connessi. Le conoscenze sviluppate aiuteranno lo studente sia nella progettazione di turbomacchine che dei sistemi collegati ad esse. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente applicherà la conoscenza sviluppata per l'analisi di problemi pratici di progettazione e controllo delle turbomacchine, partendo da una raggiunta consapevolezza dei fenomeni fluidodinamici alla base del loro funzionamento. Potranno quindi con facilità applicare la conoscenza sviluppata, che ha una validità del tutto generale, a casi progettuali anche innovativi. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà dimostrare la propria consapevolezza critica rispetto a tutti i numerosi aspetti di natura fisica ed economica alla base della progettazione delle turbomacchine. Nella prova scritta lo studente potrà dare prova delle proprie capacità critiche rispetto alla risoluzione di due problemi di interesse pratico. ABILITÀ COMUNICATIVE: Lo studente dimostrerà, soprattutto durante la prova orale, la propria capacità di descrivere il funzionamento e i principali aspetti di design delle turbomacchine. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:Lo studente acquisirà familiarità con la schematizzazione dei problemi pratici, soprattutto per la preparazione alla prova scritta. Ciò riguarda principalmente le turbomacchine (ad esempio turbine eoliche, turbine a vapore, turbine idrauliche, pompe idrauliche, turbocompressori, turbosovralimentatori, motori a getto etc.) e i sistemi ad esse collegati (ad esempio pompe di calore, centrali elettriche idrauliche, sistemi di pompaggio, sistemi di distribuzione dell'aria, motori a combustione interna, etc).
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Codice
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M-5223 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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6
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Settore scientifico disciplinare
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ING-IND/08
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Ore Aula
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60
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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