Contenuti

0. INTRODUZIONE, CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE
Generalità, classificazione e criteri di studio.
1. ELEMENTI DI TERMOFLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE
1.1 Richiami e complementi di termodinamica e di gasdinamica
Primo principio della termodinamica in funzione dell’energia interna e dell’entalpia, grandezze statiche, di ristagno, totali. Efflusso dei fluidi comprimibili. Trasformazioni ideali e reali di compressione ed espansione.
1.2 Teoria monodimensionale delle turbomacchine
Principi di funzionamento delle turbomacchine: correnti assolute e relative, triangoli di velocità, teoria Euleriana, grado di reazione. La similitudine ed il numero caratteristico di macchina.
2. LE MACCHINE OPERATRICI IDRAULICHE E TERMICHE
2.1 Turbomacchine operatrici
Curva caratteristica teorica ed effettiva. Cenno alla conformazione delle pale.
2.2 Regolazione delle macchine operatrici
Interazione con l’impianto. Punto di funzionamento e regolazione. Macchine in serie e in parallelo.
2.3 Pompe, i ventilatori e i compressori
2.3.1 Pompe
La cavitazione: descrizione e condizioni di insorgenza. Particolarità delle pompe dinamiche e volumetriche e loro curve caratteristiche.
2.3.2 Ventilatori
Particolarità dei ventilatori e loro curve caratteristiche.
2.3.3 Compressori
Particolarità dei compressori dinamici, processo termodinamico, curve caratteristiche e limiti funzionali (ingolfamento, stallo, pompaggio). Particolarità dei compressori volumetrici e curve caratteristiche.
3. LE MACCHINE MOTRICI IDRAULICHE E TERMICHE
3.1 Turbine idrauliche
Generalità sugli impianti idroelettrici. Classificazione delle turbine idrauliche. Particolarità delle turbine Pelton, Francis, elica e Kaplan.
3.2 Combustione e inquinamento
Caratteristiche e modalità di utilizzo dei combustibili. Trattazione elementare della combustione (richiami e complementi). Prodotti inquinanti della combustione e interventi per la loro riduzione.
3.3 Turbomacchine motrici termiche
3.3.1 Turbine termiche
Classificazione degli stadi, rendimento della palettatura e condizioni ottime di funzionamento.
3.3.2 Macchine a vapore
I cicli (richiami). I generatori di vapore. Architettura delle turbine a vapore. Campi di applicazione.
3.3.3 Turbine a gas
Il ciclo Brayton semplice e rigenerativo (richiami), limiti termodinamici e tecnologici. Classificazione, architettu¬ra, aspetti costruttivi e funzionali.
3.3.4 Cicli combinati e cogenerazione
Vantaggi dei cicli gas-vapore e della cogenerazione. Cenno ad alcune soluzioni d’impianto.
3.4 Motori alternativi a combustione interna
3.4.1 Principi e aspetti funzionali di base
I cicli teorici (richiami). Aspetti funzionali dei motori Otto e Diesel, a 2 e a 4 tempi, aspirati e sovralimentati (ricambio della carica, alimentazione dell’aria e del combustibile, fenomenologia della combustione, definizione delle potenze e dei rendimenti, curve caratteristiche, trattamento dei gas di scarico). Particolarità dei motori Otto e Diesel, a due e a quattro tempi, con riferimento ai motori veloci per trazione e trasporto su strada.
4. COMPLEMENTI DI MACCHINE MARINE
4.1 Generalità sui sistemi propulsivi navali
Architettura di base dei sistemi meccanici ed elettrici, requisiti e vincoli della propulsione (cenni).
4.1 Macchine a vapore per la propulsione marina
Cenni storici, le applicazioni attuali, vincoli progettuali e particolarità costruttive.
4.2 Turbine a gas per la propulsione marina
Campi di applicazione, vincoli funzionali connessi all’impiego marino.
4.3 Motori per la propulsione marina
Cenni storici. I motori medio veloci e lenti. Soluzioni progettuali e curve di funzionamento. Controllo delle emissioni e cenni alla normativa. Alimentazione a gas.