9794210 - FLUID MACHINES DESIGN
Risultati di apprendimento attesi
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Prerequisiti richiesti
Frequenza lezioni
Contenuti del corso
LA PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DELLE TURBINE EOLICHE • Caratteristiche degli impianti motori eolici Introduzione. La classificazione delle turbine eoliche. Specificità degli impianti motori eolici. L’energia eolica. Taglie di potenza. • Modelli fluidodinamici del rotore. Analisi aerodinamica dei profili alari. Caratteristiche geometriche dei profili alari. I coefficienti di potenza e resistenza. Analisi fluidodinamica del rotore. Rappresentazione dei triangoli di velocità. Analisi delle forze. • Modelli matematici per il calcolo delle prestazioni. Introduzione. La Blade Element Momentum (BEM) Theory per macchine ad asse verticale. La procedura iterativa per la soluzione finale. I coefficienti d’induzione assiale. Analisi delle prestazioni: potenza e coefficiente di potenza. Confronto con dati sperimentali. Applicazione numerica sulle turbine eoliche ad asse verticale. Le prestazioni durante il funzionamento in “off design”. La Blade Element Momentum (BEM) Theory per macchine ad asse orizzontale. La procedura iterativa per la soluzione finale. I coefficienti d’induzione assiale. E tangenziale. Analisi delle prestazioni: potenza e coefficiente di potenza. Confronto con dati sperimentali. Applicazione numerica sulle turbine eoliche ad asse orizzontale. Le prestazioni durante il funzionamento in “off design”. -Applicazione Numerica per la progettazione fluidodinamica di una turbina eolica ad asse orizzontale; -Applicazione Numerica per la progettazione fluidodinamica di una turbina eolica ad asse verticale.
LA PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DELLE GALLERIE DEL VENTO SUBSONICHE • Generalità sulle gallerie del vento. Introduzione. Cenni alle tipologie di gallerie del vento: Gallerie del vento sub soniche, supersoniche, ipersoniche. Gallerie del vento a circuito aperto ed a circuito chiuso. Gallerie del vento per applicazioni terrestri ed aeronautiche. Profili di velocità in camera di prova. • I componenti di una galleria del vento subsonica. Il convergente. La camera di prova. Il divergente. I deviatori di flusso angolari. Il ventilatore. La camera di calma. La struttura con celle a nido d’ape (honeycomb) per il raddrizzamento del flusso. Le griglie per l’abbattimento del livello di turbolenza. • La progettazione fluidodinamica. Valutazione delle perdite di carico nei vari componenti della galleria del vento. Andamento della pressione statica all’interno della galleria del vento. La pressione statica cumulativa all’interno della galleria del vento. L’efficienza energetica di una galleria del vento (Energy Ratio). La scelta della macchina aeraulica. Macchine operatrici assiali.
Testi di riferimento
[1] J.B. Heywood: "Internal combustion engine fundamentals", Mc Graw Hill
[2] G.Ferrari: "Motori a Combustione Interna", Società Editrice Esculapio
[3] Battisti L.: Gli impianti motori eolici, Green Place Energies
[4] Sphera DA, editor. Wind turbine technology: fundamental concepts of wind turbine engineering.
[5] Barlow, Rae, Pope: Low Speed Wind Tunnel Testing. John Wiley & Sons, Inc. Third Edition
[6] G.Ferrari: "Internal Combustion Engines", Società Editrice Esculapio
[7] L. Guzzella, A. Sciarretta: Vehicle Propulsion Systems, Introduction to Modeling and Optimization. Springer
[8] S. Onori, L. Serrao, G. Rizzoni: Hybrid Electric Vehicles Energy Management Strategies. Springer
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Motori Alternativi a Combustione Interna | [1] [2] |
| 2 | Sistemi di propulsione ibrida | [7] [8] |
| 3 | Turbine eoliche | [3] [4] |
| 4 | Gallerie del vento | [5] |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio al fine di programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. In tal caso, si consiglia rivolgersi al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di afferenza del Corso di Laurea.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Il Candidato esponga come valutare il rilascio termico in un motore alternativo a combustione interna.
Il Candidato descriva come valutare i prodotti della combustione di un combustibile per impiego nei motori alternativi a combustione interna.
Il Candidato esponga come valutare la cinetica chimica degli ossidi d'azoto.
Il Candidato esponga le caratteristiche ed i principi di funzionamento dei sistemi di trazione ibrida.
Il Candidato descriva le metodologie di base per la progettazione fluidodinamica delle turbine eoliche ad asse orizzontale.
Il Candidato descriva le metodologie di base per la progettazione fluidodinamica delle turbine eoliche ad asse verticale.
Il Candidato descriva le metodologie di base per la progettazione fluidodinamica delle gallerie del vento subsoniche.
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