MACCHINE A FLUIDO M - Z

ING-IND/08 - 9 CFU - 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

ROSARIO LANZAFAME
Email: rlanzafa@dii.unict.it
Edificio / Indirizzo: Cittadella Universitaria, Edificio Polifunzionalle, 6° piano - Viale A. Doria, 6 95125 Catania
Telefono: 0957382414
Orario ricevimento: Martedi dalle ore: 12:00 alle ore: 14:00 Venerdi dalle ore: 12:00 alle ore: 14:00


Prerequisiti richiesti

Fisica Tecnica

Meccanica applicata alle macchine



Frequenza lezioni

Obbligatoria



Contenuti del corso

Introduzione ai concetti base sull’energia. Conversione dell’energia. Fonti di energia rinnovabile ed impianti di conversione. Vettoriamento dell’energia. Energia solare: riscaldamento; impianti di potenza; fotovoltaico ad alta concentrazione, solare termodinamico ad inseguimento , impianti solar cooling. Biomasse: conversione diretta (combustione), conversione indiretta (produzione di biocombustibili). Impianti di potenza idraulici. Geotermia: impianti di potenza; uso diretto. Impianti mare-motore. Energia eolica: Wind farm e minieolico. Cenni storici e classificazione delle macchine. Fabbisogno e produzione di energia: disponibilità e metodi di sfruttamento delle fonti naturali. - Generalità sugli impianti motori - Impianti idraulici e termici, a combustibile fossile e nucleare. Cicli, rendimenti, costo dell'energia. - Moto dei fluidi nei condotti con scambio di energia - Equazione dell'energia in forma meccanica e termica, applicazioni. Studio analitico e grafico della compressione e della espansione. Lavori e rendimenti. Condizioni di ristagno. - Condotti fissi e mobili - Equazione di Hugoniot. Andamento della pressione e portata negli ugelli. Cenno ai diffusori. Espressioni Euleriane della potenza. Bilancio energetico di uno stadio. Palettature per macchine motrici e operatrici. - Macchine operatrici - Macchine operatrici volumetriche: compressori e pompe alternativi, macchine volumetriche rotative. Turbomacchine operatrici: macchine centrifughe, compressori assiali. Caratteristica interna ed esterna. Regolazione. Limiti di funzionamento. - Turbomacchine motrici a vapore e a gas - Stadi ad azione e a reazione. Triangoli di velocità, rendimento. Stadio Curtis. Smaltimento della portata. Curve caratteristiche. - Turbine idrauliche: turbine Pelton, Francis, Kaplan. Velocità caratteristica. Cavitazione. Recupero dell'energia cinetica allo scarico. - Impianti motori a gas - Impianti a circuito aperto e chiuso. Rendimento limite e reale. Diversi schemi di impianto. Materiali per alte temperature. Cenno alla regolazione. - Impianti motori a vapore - Cicli di Rankine e di Hirn. Impianti a condensazione e a contropressione. Risurriscaldamento e rigenerazione: rendimenti. Esempi di impianti e di componenti. Impianti cogenerativi. Impianti combinati gas vapore. -Compressori Volumetrici Alternativi: Funzionamento limite di un compressore alternativo a semplice effetto. Funzionamento reale di un compressore alternativo a semplice effetto. Compressori alternativi pluristadio. Dimensionamento di massima. Regolazione della portata. - Motori a combustione interna - Cicli di riferimento. Diagramma della distribuzione. Espressioni della potenza. Ciclo indicato, pressione media. Motori ad accensione comandata: combustione regolare e detonazione. Emissioni inquinanti. Motori ad accensione spontanea: combustione, limiti di potenza. Cenno alla sovralimentazione.



Testi di riferimento

1. C.CAPUTO:"Gli impianti motori termici" - ESA

2. O.ACTON - C.CAPUTO: “Introduzione allo studio delle macchine” - UTET

3. C.CAPUTO: “Le Turbomacchine” – Vol. II. MASSON

4. O.ACTON - C.CAPUTO: “Compressori ed espansori volumetrici” - UTET

5. L. CATALANO – M. NAPOLITANO: “Elementi di macchine operatrici a fluido” – PITAGORA EDITRICE

6. M. BIANCHI – F. MELINO – A. PERETTO: “Sistemi energetici” – PITAGORA EDITRICE – Bologna – Vol.1, 2, 3

7. C. D’AMELIO – “Elementi di macchine. Le turbine idrauliche” – Fridericiana Editrice Universitaria

8. O.ACTON: "Turbomacchine" - UTET

9. A.BECCARI-C.CAPUTO:"Motori termici volumetrici" – UTET

10. D. GIACOSA: “Motori endotermici” - HOEPLI

11. Dispense del Corso


Altro materiale didattico

studium.unict.it



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1FONTI DI ENERGIA RINNOVABILI
2I PROCESSI TERMICI E TERMODINAMICI NELLE MACCHINE
3I FONDAMENTI DELLA FLUIDODINAMICA NELLE TURBOMACCHINE.2, 3 
4LE TURBOMACCHINE MOTRICI IDRAULICHE3, 7, 8, 11 
5LE TURBOMACCHINE MOTRICI A FLUIDO COMPRIMIBILE
6LE TURBOMACCHINE OPERATRICI3, 5 
7COMPRESSORI VOLUMETRICI ALTERNATIVI
8IMPIANTI MOTORI PER LA PRODUZIONE DI POTENZA1, 9, 10, 11 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Prova scritta

Prova orale


PROVE IN ITINERE

Tre prove scritte svolte durante il corso.

Il superamneto di tutte le prove scritte esonera l'allievo dalla prima prova scritta del primo appello fissato subito dopo la fine del corso.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Equazioni di Eulero per le Turbomacchine;

Compressori Volumetrici Alternativi;

Monostadio assiale ad azione;

Impianti Turbogas;

Motori Alternativi a Combustione Interna;

Gasdinamica degli ugelli;

Fonti di energia rinnovabile;

Classificazione delle Macchine;

Sistemi per la produzione di energia da fonte solare, eolica e marina.




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