MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI

Ingegneria Meccanica MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI

0612300018
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA MECCANICA
2022/2023

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
12120LEZIONE
AppelloData
MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI22/02/2023 - 14:00
MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI22/02/2023 - 14:00
Obiettivi
L'OBIETTIVO DEL CORSO DI MACCHINE E SISTEMI ENERGETICI È QUELLO DI FORNIRE LE CONOSCENZE DEI PRINCIPALI CONCETTI RELATIVI ALLE FONTI DI ENERGIA, AI SISTEMI DI CONVERSIONE DELL'ENERGIA ED ALLE MACCHINE A FLUIDO MOTRICI ED OPERATRICI. SI PONE ALTRESÌ L’OBIETTIVO DI FORNIRE GLI STRUMENTI PRINCIPALI PER L’ANALISI DELLE PRESTAZIONI ED IL DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DEI PRINCIPALI IMPIANTI MOTORI TERMICI ED OPERATORI. IL CORSO, COLLOCATO AL I SEMESTRE DEL TERZO ANNO DEL CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA, È DI 12 CREDITI.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:

ALLA FINE DEL CORSO LO STUDENTE AVRÀ ACQUISITO:
- CONOSCENZE NELL’AMBITO DELLE CONVERSIONI ENERGETICHE, DEI BILANCI ENERGETICI E DELLO SFRUTTAMENTO OTTIMALE DELLE RISORSE ENERGETICHE.
- CONOSCENZA DELLE PROBLEMATICHE AMBIENTALI ASSOCIATE ALLE FONTI ENERGETICHE CONVENZIONALI, ALTERNATIVE E RINNOVABILI.
- CONOSCENZA DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEI DIVERSI IMPIANTI MOTORI TERMICI STUDIATI (A VAPORE, A GAS, CICLI COMBINATI, MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA A CICLO OTTO E CICLO DIESEL).
- CONOSCENZA DELLE PRINCIPALI TECNICHE ADOTTATE NELLA PRATICA INGEGNERISTICA PER AUMENTARE IL RENDIMENTO E IL LAVORO DEGLI IMPIANTI MOTORI TERMICI.
- CONOSCENZA DELLE MACCHINE A FLUIDO MOTRICI E OPERATRICI ED IL RELATIVO INSERIMENTO NEGLI IMPIANTI.
- CONOSCENZE DELLE METODOLOGIE DI CALCOLO PER IL DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DEGLI IMPIANTI DI CONVERSIONE ENERGETICA IN UN CONTESTO TECNICO-ECONOMICO.
- CONOSCENZA DI ELEMENTI DI GASDINAMICA.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE
ALLA FINE DEL CORSO LE PRINCIPALI ABILITÀ SARANNO RELATIVE A:
- SELEZIONE DEI SISTEMI PIÙ APPROPRIATI PER LA CONVERSIONE DELL’ENERGIA E DELLA TIPOLOGIA DI MACCHINA A FLUIDO DA INSERIRE NEGLI IMPIANTI INDUSTRIALI E NEI SISTEMI MEDESIMI.
- STUDIO QUANTITATIVO DEI FLUSSI ENERGETICI NEGLI IMPIANTI E NELLE MACCHINE TERMICHE ED IDRAULICHE.
- DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DI MACCHINE MOTRICI ED OPERATRICI IN RELAZIONE ALL’APPLICAZIONE ED AL CONTESTO IN ESAME.
- DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DI UN IMPIANTO MOTORE TERMICO.
- ANALISI QUANTITATIVA SUL RISPARMIO ENERGETICO E SULL’IMPATTO AMBIENTALE DEGLI IMPIANTI ENERGETICI.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
SAPER VALUTARE LE TECNICHE PIÙ ADATTE ALLA SOLUZIONE DI PROBLEMI ENERGETICI COMPLESSI NON NOTI.

ABILITÀ COMUNICATIVE
SAPER RAPPRESENTARE GLI SCHEMI DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI ENERGETICI, INCLUSA LA DESCRIZIONE DELLE TRASFORMAZIONI E DEGLI SCAMBI DI ENERGIA, SIA IN FORMA ORALE CHE ASCRITTA, FACENDO RICORSO AD UNA TERMINOLOGIA TECNICA ADEGUATA.

CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS)
SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE ATTINENTI LA TERMODINAMICA, LA MECCANICA APPLICATA, LA FLUIDODINAMICA E LE PROPRIETÀ DEI FLUIDI.
Contenuti
L'INSEGNAMENTO È ARTICOLATO IN 120 ORE (12 CFU) TRA LEZIONI (86 H), ESERCITAZIONI NUMERICHE (30 H) ED ESERCITAZIONI GUIDATE IN LABORATORIO (4 H).
GLI ARGOMENTI AFFRONTATI SONO:
-FONTI DI ENERGIA. FONTI PRIMARIE ED UTILIZZI FINALI. COMBUSTIBILI. ENERGIE RINNOVABILI. INTERAZIONI TRA ENERGIA, AMBIENTE ED ECONOMIA. CENNI SUL SISTEMA ENERGETICO ITALIANO E REGIONALE (8 ORE DI LEZIONE E 2 ORE DI ESERCITAZIONE).
-CLASSIFICAZIONE E DESCRIZIONE DELLE MACCHINE. MACCHINE MOTRICI ED OPERATRICI, DINAMICHE E VOLUMETRICHE, ALTERNATIVE E ROTATIVE. CENNI STORICI (2 ORE DI LEZIONE).
-TERMODINAMICA DELLE MACCHINE. APPLICAZIONE DELL’EQUAZIONE DELL’ENERGIA ALLO STUDIO DELLE ESPANSIONI E COMPRESSIONI REALI. RENDIMENTO ADIABATICO E POLITROPICO. COMPRESSIONI INTERREFRIGERATE ED ESPANSIONI RIPETUTE (8 ORE DI LEZIONE E 2 ORE DI ESERCITAZIONE).
-CENNI DI FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE: GRANDEZZE DI RISTAGNO. PROPAGAZIONE. FLUSSO ISOENTROPICO COMPRIMIBILE. RELAZIONE DI HUGONIOT. NUMERO DI MACH. CONDOTTI CONVERGENTI-DIVERGENTI. CONDOTTI STATORICI (8 ORE DI LEZIONE E 2 ORE DI ESERCITAZIONE).
-SCAMBIO DI LAVORO NELLE MACCHINE DINAMICHE: EQUAZIONE DI EULERO. GRADO DI REAZIONE R. TRIANGOLI DI VELOCITÀ (5 ORE DI LEZIONE E 2 ORE DI ESERCITAZIONE).
-MACCHINE MOTRICI TURBINE ASSIALI. STADIO IDEALE R=0 R=0.5. CENNI SUL FUNZIONAMENTO REALE. LIMITI DI POTENZA. CENNI SU REGOLAZIONE E PARZIALIZZAZIONE (6 ORE DI LEZIONE E 2 ORE DI ESERCITAZIONE).
-MACCHINE OPERATRICI. PREVALENZA. POMPE E COMPRESSORI. CURVE CARATTERISTICHE INTERNE ED ESTERNE. EQUILIBRIO E STABILITÀ. COMPRESSORI CENTRIFUGHI. SCORRIMENTO. COMPRESSORI ALTERNATIVI. COMPRESSORI VOLUMETRICI (8 ORE DI LEZIONE E 4 ORE DI ESERCITAZIONE).
-POMPE: CAMPI DI UTILIZZAZIONE. CAVITAZIONE. NPSH. REGOLAZIONE. POMPE VOLUMETRICHE ED ALTERNATIVE (8 ORE DI LEZIONE, 3 ORE DI ESERCITAZIONE E 2 ORE DI LABORATORIO).
-TURBINE IDRAULICHE: TURBINE PELTON, FRANCIS, KAPLAN. NUMERO DI GIRI SPECIFICO (4 ORE DI LEZIONE E 1 ORA DI ESERCITAZIONE).
-IMPIANTI MOTORI TERMICI. CENNI DI COMBUSTIONE FORMAZIONE DELLA CO2. CICLI IDEALI, LIMITE E REALI. RENDIMENTO GLOBALE E CONSUMO SPECIFICO. CATENA DEI RENDIMENTI (5 ORE DI LEZIONE).
-IMPIANTI MOTORI TERMICI A VAPORE: CICLI IDEALI, LIMITE E REALI. RENDIMENTO GLOBALE E CONSUMO SPECIFICO. CATENA DEI RENDIMENTI. IMPIANTI A VAPORE. CICLO RANKINE E HIRN. RISURRISCALDAMENTI E RIGENERAZIONE. TIPOLOGIE DI IMPIANTO. GENERATORI DI VAPORE. IMPIANTI A ENERGIA NUCLEARE (8 ORE DI LEZIONE E 4 ORE DI ESERCITAZIONE).
-IMPIANTI MOTORI TERMICI A GAS: IMPIANTI A GAS. CICLO JOULE. LAVORO E RENDIMENTO. INTERREFRIGERAZIONE E RISCALDAMENTI RIPETUTI. RIGENERAZIONE. CICLI COMBINATI. REGOLAZIONE DELLA POTENZA. CICLI COMBINATI GAS VAPORE (8 ORE DI LEZIONE E 4 ORE DI ESERCITAZIONE).
-MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA: GENERALITÀ SU MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA (M.C.I.). CENNI STORICI E CLASSIFICAZIONE. MCI AD ACCENSIONE COMANDATA E DIESEL. CICLI TERMODINAMICI IDEALI BEAU DE ROCHAS, DIESEL, SABATHÉ. RENDIMENTI. CENNI SUL COMPORTAMENTO REALE DEI MOTORI. DISTRIBUZIONE. BILANCIO TERMICO. CENNI DI COMBUSTIONE, CLASSIFICAZIONE E REAZIONE DI COMBUSTIONE. POTENZA E CURVE CARATTERISTICHE. MOTORI A DUE TEMPI. RAFFREDDAMENTO E LUBRIFICAZIONE (8 ORE DI LEZIONE, 4 ORE DI ESERCITAZIONE 2 ORE DI LABORATORIO).

Metodi Didattici
L'INSEGNAMENTO PREVEDE DI LEZIONE IN AULA (86 ORE), ESERCITAZIONE NUMERICA IN AULA (30 ORE) E ESERCITAZIONE GUIDATA IN LABORATORIO (4 ORE).
IL CORSO È ORGANIZZATO NEL SEGUENTE MODO:
- LEZIONI IN AULA SU TUTTI GLI ARGOMENTI DEL CORSO.
- NELLE ESERCITAZIONI IN AULA SONO ASSEGNATI AGLI STUDENTI ESERCIZI NUMERICI OPPORTUNAMENTE SCELTI CON LO SCOPO DI APPROFONDIRE I CONCETTI RELATIVI AI SISTEMI DI CONVERSIONE ENERGETICA ED ALLE MACCHINE OPERATRICI.
- NELLE ESERCITAZIONI IN LABORATORIO GLI STUDENTI RILEVANO SPERIMENTALMENTE IL PIANO QUOTATO DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA E LE CURVE CARATTERISTICHE DI UNA MACCHINA OPERATRICE DINAMICA.
Verifica dell'apprendimento
IL LIVELLO DI RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO E CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI. LA VERIFICA PREVEDE UNA PROVA NUMERICA SCRITTA, INCLUSIVA DI DOMANDE TEORICHE, SUPERATA LA QUALE LO STUDENTE POTRÀ SOSTENERE LA PROVA ORALE.
LA PROVA NUMERICA, DELLA DURATA DI 2 ORE, CONSISTE NELLA RISOLUZIONE DI UN PROBLEMA DELLA STESSA TIPOLOGIA DI QUELLI RISOLTI DURANTE LE ESERCITAZIONI E MESSI IN FORMA SCRITTA SUL SITO WEB DELL’INSEGNAMENTO. LA PROVA INCLUDE ALTRESÌ 4 DOMANDE DI TEORIA. IL PUNTEGGIO È ESPRESSO IN UNA SCALA DA A (VOTO MAX) A D (VOTO MIN) PER L’AMMISSIONE.
LA PROVA ORALE, CHE CONSISTE IN UNA DISCUSSIONE DELLA DURATA NON SUPERIORE A CIRCA 40 MINUTI, È TESA AD APPROFONDIRE IL LIVELLO DELLE CONOSCENZE TEORICHE, L’AUTONOMIA DI ANALISI E GIUDIZIO, NONCHÉ LE CAPACITÀ ESPOSITIVE DELL’ALLIEVO. IN PARTICOLARE, SONO POSTE DOMANDE SULLE APPLICAZIONI E I PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEGLI IMPIANTI MOTORI TERMICI, SULLE MACCHINE OPERATRICI, SUGLI SCAMBI DI LAVORO E SULLA TERMODINAMICA APPLICATA ALLE MACCHINE.
IL VOTO FINALE SCATURISCE, GENERALMENTE, DALLA MEDIA DELLE DUE PROVE.LA VALUTAZIONE DELLE PROVE TIENE CONTO DELLA CAPACITÀ DI INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER ANALIZZARE I SISTEMI ENERGETICI, DELLA CAPACITÀ DI ESPORRE IN MODO CHIARO E SINTETICO GLI OBIETTIVI, IL PROCEDIMENTO ED I RISULTATI DELLE ELABORAZIONI EFFETTUATE, NONCHÉ DELLA CAPACITÀ DI APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.
IL LIVELLO DI VALUTAZIONE MINIMO (18/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA INCERTEZZE NELLA SCELTA DELLA TIPOLOGIA DELLA TECNOLOGIA PIÙ IDONEA, HA UNA LIMITATA CONOSCENZA DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEI SISTEMI STUDIATI E UNA SCARSA CAPACITÀ ESPOSITIVA.
IL LIVELLO MASSIMO (30/30) È ATTRIBUITO QUANDO LO STUDENTE DIMOSTRA UNA CONOSCENZA COMPLETA ED APPROFONDITA DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E DIMOSTRA DI AVERE PADRONANZA DELLE METODOLOGIE E DELLE SOLUZIONI STUDIATE, OLTRE A MOSTRARE CAPACITÀ DI ANALISI INERENTI PROBLEMATICHE DI NATURA TECNICO-ENERGETICA E DI SINTESI RELATIVAMENTE ALLE SOLUZIONI TROVATE.
L’EVENTUALE LODE È ATTRIBUITA QUANDO IL CANDIDATO DIMOSTRA SIGNIFICATIVA PADRONANZA DEI CONTENUTI TEORICI ED OPERATIVI E MOSTRA DI SAPER PRESENTARE GLI ARGOMENTI CON NOTEVOLE PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO E CAPACITÀ DI ELABORAZIONE AUTONOMA ANCHE IN CONTESTI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI DURANTE LE LEZIONI IN AULA.
Testi
G. RIZZO, SUPPORTI DIDATTICI MULTIMEDIALI AL CORSO DI MACCHINE, CD-ROM, CUES.
R. DELLA VOLPE, MACCHINE, LIGUORI, NAPOLI.
V. DOSSENA, G. FERRARI, P. GAETANI, G. MONTENEGRO, A. ONORATI, G. PERSICO, MACCHINE A FLUIDO, CITTÀ STUDI.
R. DELLA VOLPE, ESERCIZI DI MACCHINE, LIGUORI, NAPOLI.
O. ACTON, C. CAPUTO, INTRODUZIONE ALLO STUDIO DELLE MACCHINE, UTET, TORINO, 1979.
O. ACTON, C. CAPUTO, IMPIANTI MOTORI, UTET, TORINO, 1979.
EL WAKIL, POWER PLANT TECHNOLOGY, MCGRAW HILL.
R. DELLA VOLPE, M. MIGLIACCIO, MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA PER AUTOTRAZIONE, LIGUORI, NAPOLI.
G. FERRARI, MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA, IL CAPITELLO, TORINO.
M.J. MORAN, H.N. SHAPIRO, FUNDAMENTALS OF ENGINEERING THERMODYNAMICS, JOHN WILEY AND SONS.
Altre Informazioni
MATERIALE DIDATTICO, AGGIORNAMENTI ED ULTERIORI DETTAGLI SUL PROGRAMMA DISPONIBILI SUL SITO WEB
HTTPS://ELEARNING.UNISA.IT/
CORSO EROGATO IN LINGUA ITALIANA.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2023-01-23]