100IN - MACCHINE MARINE 2021
Schema della sezione
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Rodolfo Taccani
Ufficio: Ed.C7, secondo piano, stanza C7_2.16
Telefono: 040 558 3806
E-mail: taccani@units.it
Orario di ricevimento: martedì 11-13 (è preferibile mandare sempre una mail per conferma)
Lucia Parussini
Ufficio: Ed.C7, primo piano, stanza C7_1.7
Telefono: 040 558 3231
E-mail: lparussini@units.it
Orario di ricevimento: martedì 15-16 e giovedì 15-16 e da lunedì a venerdì su appuntamento
Orari delle lezioni
Lunedì 9.15-12 (Aula 3_A - Edif. D - 3° p.)
Martedì 13.30-15 (Aula 3_A - Edif. D - 3° p.)
Mercoledì 9.15-12 (Aula 3_A - Edif. D - 3° p.)
Giovedì 13.30-15 (Aula 2- Edif. C5 - 1° p.)
Venerdì 13.30-15 (Aula 3_A - Edif. D - 3° p.)
Microsoft Teams CD2021 100IN MACCHINE MARINE
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Conoscenza e capacità di comprensione: fornire una conoscenza essenziale ma rigorosa dei principi di funzionamento delle turbomacchine e delle macchine volumetriche. Dare le informazioni fondamentali sull’inquinamento da processi di combustione e sulle tecniche di contenimento e di abbattimento. Conoscere le tipologie e le caratteristiche operative dei gruppi motori per la propulsione navale.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate: capacità di concepire il funzionamento delle macchine e spiegarlo sulla base di principi fisici e termodinamici fondamentali.
Autonomia di giudizio: capacità di raccogliere ed interpretare correttamente i dati di funzionamento delle macchine.
Capacità di apprendere: capacità di affrontare lo studio di macchine e sistemi energetici innovativi e/o complessi con una solida preparazione di base. -
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. -
Propedeuticità: Fisica Tecnica.
L’esame, normalmente, si articola su 3 domande che comprendono tutto il programma fatto (anche le esercitazioni e l’attività di laboratorio).
Ogni studente è tenuto a portare un quaderno delle esercitazioni e delle prove di laboratorio all’esame. Nel quaderno andranno inseriti gli esercizi svolti e i report dettagliati delle prove di laboratorio. Gli esercizi svolti devono essere scritti a mano, i report di laboratorio possono essere scritti al computer.
Il quaderno va inviato via mail a entrambi i docenti in formato pdf almeno 7 giorni prima dell'appello a cui si è iscritti.
Gli appelli straordinari sono riservati a fuori corso e ripetenti. Al momento sono previsti appelli straordinari a novembre, dicembre, aprile e maggio.
In ogni caso, nell’eventualità di mancato superamento dell’esame, non si potrà risostenere l’esame nell’appello immediatamente successivo.
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Alberto Cavallini, Lino Mattarolo, "Termodinamica Applicata", Cleup Editore, Padova, 1990.
Vincenzo Dossena, Giancarlo Ferrari, Paolo Gaetani, Gianluca Montenegro, Angelo Onorati, Giacomo Persico, “Macchine a fluido”, CittàStudi Edizioni, 2015.
Renato Della Volpe, “Macchine”, Liguori Editore, Napoli, 2011.
Giancarlo Ferrari, “Motori a Combustione Interna”, Esculapio, Bologna, 2016.
Giancarlo Ferrari, “Hydraulic and Thermal Machines”, Esculapio, Bologna, 2007.
Renato Della Volpe, “Impianti Motori per la Propulsione Navale”, Liguori Editore, Napoli, 1990.
Presentazioni e materiale è reso disponibile su Moodle.
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Da definire.