17996 - MACCHINE L

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di far conseguire agli studenti la comprensione dei principali fenomeni che regolano il funzionamento e determinano il dimensionamento delle seguenti macchine:

- pompe dinamiche

- pompe volumetriche

- turbine idrauliche (Pelton, Francis, Kaplan)

- motori a combustione interna

L'impostazione segue il passaggio dalla regola fisica di validita` generale alla sua applicazione alla singola macchina, evidenziando le conseguenze sulle prestazioni e sul dimensionamento della macchina stessa.

Particolare attenzione si pone poi alla necessita` di regolazione, gettando le basi per approfondimenti che potranno essere realizzati in corsi della Laurea Specialistica.

Contenuti

Macchine a fluido incomprimibile: definizione, classificazione. Equazione del moto dei fluidi per osservatore fisso/mobile, triangoli di velocità espressione del lavoro secondo Eulero.

Pompa centrifuga: architettura, moto del fluido, triangoli di velocità. Determinazione della prevalenza teorica, prevalenza reale. Potenza assorbita, rendimento. Individuazione punto di funzionamento, regolazione, pompe in serie e in parallelo. Il problema dell'adescamento, architettura pompe autoadescanti. Cavitazione: definizione NPSH, condizioni di cavitazione, determinazione sperimentale dell'NPSH. Teoria della similitudine (cenni), indici caratteristici (y, F, ws, ns, ). Esempi numerici. Pompe pluricellulari: architettura. Pompe a flusso assiale: architettura, triangoli di velocità. Dimensionamento di una pompa centrifuga.

Pompe volumetriche: architettura: pompe a palette, pompe a ingranaggi, pompe alternative (daigramma di indicatore). Definizione di cilindrata, caratteristiche teorica e reale, differenze rispetto alle pompe dinamiche, problematiche di funzionamento e progettuali.

Turbine idrauliche: energia disponibile, lavoro, rendimenti. Architetture delle turbine idrauliche al variare della velocità specifica. Turbina Pelton: architettura, triangoli di velocità, condizioni di massimo rendimento. Numero minimo e massimo di pale, soluzioni a più getti, curve caratteristiche. Turbina Francis: architettura, moto del fluido, recupero di energia allo scarico, indice di Thomas, prestazioni. Turbine ad elica e Kaplan: architettura, triangoli di velocità, prestazioni.

Motori a combustione interna: classificazioni. Motori alternativi: architettura, velocità media del pistone. Diagrammi di indicatore reali ed ideali, cicli termodinamici Otto, Diesel, Sabathè. Diagrammi T-s, confronto tra cicli Otto e Sabathè. Calcolo del rendimento termodinamico per il ciclo Sabathè. Valutazione della potenza. Definizione di tonalità termica e dei rendimenti di combustione, di carica, indicato e organico, dipendenza dei termini di rendimento dalle condizioni di funzionamento. Definizione di pressione media effettiva e pressione media indicata. Frazionamento della cilindrata. Curve di coppia e di potenza a pieno carico. La regolazione: per qualità/quantità. Sistemi di regolazione e controllo in motori diesel e ad accensione comandata (cenni). Combustione in motori ad accensione comandata e in motori ad accensione spontanea. Il problema della detonazione. L'inquinamento dei m.c.i.: meccanismi di formazione delle principali specie chimiche inquinanti, principali sistemi di abbattimento. Post-trattamento dei gas di scarico: il funzionamento del catalizzatore trivalente con sonda lambda (cenni).

Testi/Bibliografia

Giorgio Minelli, Macchine Idrauliche, Pitagora Editrice (BO)

Giorgio Minelli, Motori Endotermici Alternativi, Pitagora Editrice (BO)

G. Cornetti, Macchine Idrauliche, Edizioni Il Capitello (TO)

G. Ferrari, Motori a Combustione Interna, Il Capitello, (TO)

G. Cantore, Macchine, Progetto Leonardo, (BO)

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale a fine corso.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Enrico Corti