Antonio Paolo CARLUCCI

Antonio Paolo CARLUCCI

Professore II Fascia (Associato)

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09: SISTEMI PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE.

Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione

Centro Ecotekne Pal. O - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)

Ufficio, Piano 1°

Telefono +39 0832 29 7751

Professore Associato in Sistemi per l'Energia e l'Ambiente

Area di competenza:

Macchine a fluido e sistemi per la produzione di energia elettrica e termica

Orario di ricevimento

su appuntamento concordato per email (paolo.carlucci@unisalento.it) - room O-U101 c/o corpo O

Recapiti aggiuntivi

mob. 340 6925653

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Curriculum Vitae

Si è laureato cum laude in Ingegneria dei Materiali presso l'Università degli Studi di Lecce nel 2000. Nel 2004 ha conseguito il titolo di dottore di ricerca in "Sistemi Energetici ed Ambiente" presso l'Università di Lecce, discutendo una tesi sull'analisi di strategie di iniezione alternative per motori Diesel di nuova generazione. Ha collaborato in qualità di "visiting scholar" ad un progetto per l'applicazione degli elettrospray al campo automotive presso University of Illinois a Urbana-Champaign. E' Professore Associato in "Sistemi per l'Energia e l'Ambiente" presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università del Salento dal dicembre 2016.

E' autore di numerose pubblicazioni in ambito nazionale ed internazionale. Linee di ricerca: analisi della combustione e diagnostica non intrusive nel campo dei motori a combustione interna, applicazione delle tecniche di ottimizzazione nel campo della motoristica, elettrospray e loro applicazione in campo automotive.

 

He graduated with honours in Materials Engineering at the University of Lecce in 2000. In 2004 he achieved the PhD in "Energetic Systems and Environment" at the same University, with a dissertation on the analysis of alternative injection strategies for new generation Diesel engines. He collaborated as visiting scholar in a project for the application of electrospray technology to the automotive field at the University of Illinois at Urbana-Champaign. He is Associate Professor in "Systems for Energy and Environment" at University of Salento since Dec 2016. He is Author of many national and international publications.

Interest fields: analysis of combustion and non intrusive diagnostic in internal combustion engine field, application of optimization techniques in the engine field, electrospray and its application in automotive field.

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Didattica

A.A. 2023/2024

MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2023/2024

Per immatricolati nel 2023/2024

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Anno accademico di erogazione 2023/2024

Per immatricolati nel 2022/2023

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO

Sede Lecce

A.A. 2022/2023

MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2022/2023

Per immatricolati nel 2022/2023

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Anno accademico di erogazione 2022/2023

Per immatricolati nel 2021/2022

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO

Sede Lecce

A.A. 2021/2022

MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Per immatricolati nel 2021/2022

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO

Sede Lecce

A.A. 2020/2021

MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO

Sede Lecce

A.A. 2019/2020

MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO

Sede Lecce

A.A. 2018/2019

MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO

Sede Lecce

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MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2023/2024

Anno accademico di erogazione 2023/2024

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 04/03/2024 al 14/06/2024)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Fisica Tecnica, Sistemi Energetici e di Macchine DM270 (o Macchine I DM509).

Saranno studiate le caratteristiche delle turbine alimentate con fluido comprimibile (vapore, gas) e incompribile (acqua), delle trasmissioni idrodinamiche, degli impianti per la produzione di energia (a vapore, a gas, a ciclo combinato, cogenerativi) e dei motori alternativi a combustione interna.

The characteristics of the turbines with compressible (steam, gas) and incompressible (water) fluids will be analyzed, as well as hydrodynamic transmissions, energy power plants (steam, gas, combined cycle, cogeneration) and reciprocating internal combustion engines.

Conoscenze e comprensione

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia.

Aim of this course is to complete the basic knowledge for understanding of the operation, the choice and utilization of the main fluid machineries with particular reference to energy production systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- descrivere il funzionamento e quantificare le prestazioni di impianti per la produzione di energia;

- riconoscere i parametri di progetto più importanti nel determinare le prestazioni di macchine a fluido e sistemi energetici;

- confrontare differenti tecnologie finalizzate alla produzione di energia.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Elearning - durante la quale sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali macchine motrici e dei sistemi energetici finalizzati alla produzione di energia; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse; 4) visite presso realtà industriali rappresentative dei contenuti del corso e seminari tenuti dalle aziende.

La modalità di esame consiste di:

- una prova scritta open book; scopo di questa prova sono è quello di verificare la capacità dello studente di descrivere analiticamente il funzionamento di una macchina o di un sistema di macchine a fluido;

- una prova orale; scopo della prova orale è quello di valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, tracce d’esame, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sulla piattaforma Elearning

STUDIO PARTICOLAREGGIATO DELLE TURBOMACCHINE ore: 9

Classificazione delle turbine - Stadio semplice ad azione - Turbine ad azione a salti di velocità e salti di pressione - Stadio semplice a reazione - Studio bidimensionale delle pale - Criteri di svergolamento e cenni di progettazione - Soluzioni realizzative e problemi specifici - Triangoli di velocità nelle turbomacchine operatrici. [1,8,10]

REGOLAZIONE DEGLI IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA ore: 6

Richiami su impianti con turbine a vapore e a gas - Regolazione degli impianti con turbine a vapore e a gas - Compressori assiali. [4,6,7,8,10]

IMPIANTI A CICLO COMBINATO E COGENERAZIONE ore: 9

Cogenerazione e generazione distribuita - Tipologie di impianti di cogenerazione - Impianti a ciclo combinato. [4,6,7,10]

COMPLEMENTI DI MACCHINE IDRAULICHE ore: 6

Classificazione e criteri di scelta delle turbine - Turbine Pelton, Francis, ad elica e Kaplan - Regolazione delle turbine idrauliche - Impianti di pompaggio - Criteri di progettazione delle turbopompe - Giunti idrodinamici e convertitori di coppia. [1,8,10]

COMPLEMENTI SUI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 8

Sovralimentazione a comando meccanico e turbogruppo - Criteri di scelta del turbogruppo - Motore rotativo Wankel - La combustione nei motori ad accensione comandata - La detonazione - Sistemi di iniezione e combustione nei motori ad accensione spontanea - Normative internazionali e modalità di abbattimento delle emissioni inquinanti allo scarico - Sperimentazione sui motori - Motori di nuova generazione - Studio numerico dei motori a combustione interna - Ciclo computerizzato. [2,3,5,10]

ENERGY MANAGEMENT ore: 6

Energy management: Principi scientifici ed economici, applicazioni a componenti, sistemi e sistemi di controllo - Ottimizzazione energetica - Risparmio energetico - Ambiente e energia - Il processo dell'Energy Auditing - I costi energetici: analisi economica e costi del life cycle. [7,9]

ANALISI TERMODINAMICA DEI PROCESSI ore: 6

Analisi termodinamica dei processi industriali - Energia e exergia - integrazione dei processi per un uso efficiente dell'energia - il ruolo della termodinamica nella progettazione dei processi industriali - integrazione calore-lavoro - valutazioni economiche. [4]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 20h

Laboratorio 4h

[1] A. Dadone, Macchine idrauliche, CLUT, Torino

[2] G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, Torino

[3] J.B. Heywood, Internal Combustion Engines, McGraw Hill, Newyork

[4] S. Stecco, Impianti di conversione energetica, Pitagora, Bologna

[5] O. Acton, A. Beccari C. Caputo, Motori termici volumetrici, Collezione macchine a fluido, UTET, Vol. 3

[6] C. Caputo, Impianti convertitori di energia, Editore CEA

[7] G. Negri di Montenegro, M. Bianchi, A. Peretto, Sistemi energetici e loro componenti, Editore Pitagora

[8] C. Caputo, Le turbomacchine, Editore CEA

[9] D. Laforgia, A. Trevisi, F. Ruggero, Efficienza energetica in edilizia, Maggioli Editore

[10] V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, Macchine a Fluido, ed. CittàStudi

Dispense del corso

MACCHINE ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2022/2023

Anno accademico di erogazione 2023/2024

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 04/03/2024 al 14/06/2024)

Lingua ITALIANO

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO (A87)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Sistemi Energetici, Macchine DM270 (o Macchine I DM509) e Macchine ed Energetica DM270 (o Macchine II DM509).

Criteri di progettazione delle turbomacchine e dei motori a combustione interna

Design criteria for turbomachineries and internal combustion engines

Conoscenze e comprensione

Scopo del corso è quello di fornire allo studente gli elementi di base della progettazione di alcune macchine a fluido dinamiche e volumetriche. Al termine del corso gli studenti dovranno: saper effettuare il dimensionamento di base delle principali macchine a fluido; saper effettuare il dimensionamento di condotti in funzionamento stazionario ed instazionario; saper utilizzare strumenti numerici per analizzare sistemi fluidodinamici.

Aim of the course is to provide the student with basics elements for the design of turbo and volumetric fluid machinery. At the end of the course the students will have to: be able to define the basics design of the main parts of the machine; be able to design the stationary and non-stationary ducts; be able to use the numerical tools to analysie the fluid dynamic systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- riconoscere i parametri di progetto più influenti nel determinare le prestazioni in condizioni di progetto e di regolazione dei motori a combustione interna o di turbomacchine operatrici in funzione dei loro vari campi di applicazione;

- realizzare dei modelli accurati delle suddette macchine, supportati da software dedicati.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze per la progettazione di un motore a combustione interna o una turbomacchina operatrice. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante le quali sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali componenti delle suddette macchine; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse; 4) visite guidate presso realtà produttive caratteristiche delle tematiche trattate nel corso e seminari tenuti dalle aziende.

La modalità di esame consiste di:

- uno svolgimento originale del progetto di una macchina, di un suo componente o di un sistema di macchine a fluido; scopi di questa attività progettuale sono: 1) verificare la capacità dello studente di applicare i contenuti del corso ad un problema reale; 2) effettuare e motivare delle scelte progettuali;

- una prova orale, che prende spunto dalla discussione del progetto; scopi della prova orale sono: 1) valutare la capacità dello studente di applicare i corretti strumenti di analisi ed effettuare le scelte più razionali relativamente al problema specifico da risolvere; 2) valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito https://elearning.unisalento.it/

CRITERI DI PROGETTAZIONE DELLE TURBOMACCHINE ore: 12

Richiami sulle Turbomacchine. Teoria della similitudine come metodo di progetto. Parametri caratteristici e progettazione di massima. Diagrammi caratteristici e considerazioni sul progetto. Studio teorico. Ipotesi della congruenza e correzioni necessarie. Svergolamento. Disegno delle pale e andamento dei rendimenti e delle dimensioni al variare del grado di reazione, R. Criteri di scelta del tipo di pala. Palettature per macchine assiali e radiali, motrici ed operatrici. Palettature per compressori in impianti a gas per generazione di energia elettrica e per la propulsione. Metodi di regolazione. [1]

CRITERI DI PROGETTAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 27

Richiami sui MCI. Grandezze caratteristiche. Parametri di funzionamento, curve caratteristiche e prestazioni. Campi di variazione dei parametri caratteristici in funzione del tipo di applicazione. [2,3]

Ricambio della carica. [2,3,5,6]

Sovralimentazione. [2,3,4]

Alimentazione del combustibile. [2,3,5,6]

Combustione tradizionale e alternativa. [2,3,6,7]

Emissioni allo scarico. [2,3,5,6]

EGR, VVT e sistemi di post trattamento. [2,3,5,6]

Controllo dei MCI. [2,3,5,6]

Sperimentazione sui MCI. [8]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 6h

Laboratorio 3h

[1] S. Sandrolini, G. Naldi: Macchine 2 Le turbomacchine motrici e operatrici - Pitagora Editrice Bologna

[2] J.B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw Hill, NY

[3] G. Ferrari: Motori a Combustione Interna, Il Capitello, Torino

[4] N.C. Baines: Fundamentals of Turbocharging, Society of Automotive Engineers Inc

[5] D. Giacosa: Motori Endotermici, HOEPLI EDITORE

[6] H. Heisler: Advanced Engine Technology, Chapman & Hall

[7] H. Zhao: HCCI and CAI Engines for the Automotive Industry, Woodhead Publishing

[8] G. Berta, A. Vacca: Sperimentazione sui motori a combustione interna - Monte Università Parma Editore

Dispense del corso

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2022/2023

Anno accademico di erogazione 2022/2023

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2023 al 09/06/2023)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Fisica Tecnica e di Macchine DM270 (o Macchine I DM509).

Saranno studiate le caratteristiche delle turbine alimentate con fluido comprimibile (vapore, gas) e incompribile (acqua), delle trasmissioni idrodinamiche, degli impianti per la produzione di energia (a vapore, a gas, a ciclo combinato, cogenerativi) e dei motori alternativi a combustione interna.

The characteristics of the turbines with compressible (steam, gas) and incompressible (water) fluids will be analyzed, as well as hydrodynamic transmissions, energy power plants (steam, gas, combined cycle, cogeneration) and reciprocating internal combustion engines.

Conoscenze e comprensione

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia.

Aim of this course is to complete the basic knowledge for understanding of the operation, the choice and utilization of the main fluid machineries with particular reference to energy production systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- descrivere il funzionamento e quantificare le prestazioni di impianti per la produzione di energia;

- riconoscere i parametri di progetto più importanti nel determinare le prestazioni di macchine a fluido e sistemi energetici;

- confrontare differenti tecnologie finalizzate alla produzione di energia.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Elearning - durante la quale sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali macchine motrici e dei sistemi energetici finalizzati alla produzione di energia; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- una prova scritta open book; scopo di questa prova sono è quello di verificare la capacità dello studente di descrivere analiticamente il funzionamento di una macchina o di un sistema di macchine a fluido;

- una prova orale; scopo della prova orale è quello di valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, tracce d’esame, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito formazioneonline.unisalento.it

STUDIO PARTICOLAREGGIATO DELLE TURBOMACCHINE ore: 9

Classificazione delle turbine - Stadio semplice ad azione - Turbine ad azione a salti di velocità e salti di pressione - Stadio semplice a reazione - Studio bidimensionale delle pale - Criteri di svergolamento e cenni di progettazione - Soluzioni realizzative e problemi specifici - Triangoli di velocità nelle turbomacchine operatrici. [1,8,10]

REGOLAZIONE DEGLI IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA ore: 6

Richiami su impianti con turbine a vapore e a gas - Regolazione degli impianti con turbine a vapore e a gas - Compressori assiali. [4,6,7,8,10]

IMPIANTI A CICLO COMBINATO E COGENERAZIONE ore: 9

Cogenerazione e generazione distribuita - Tipologie di impianti di cogenerazione - Impianti a ciclo combinato. [4,6,7,10]

COMPLEMENTI DI MACCHINE IDRAULICHE ore: 6

Classificazione e criteri di scelta delle turbine - Turbine Pelton, Francis, ad elica e Kaplan - Regolazione delle turbine idrauliche - Impianti di pompaggio - Criteri di progettazione delle turbopompe - Giunti idrodinamici e convertitori di coppia. [1,8,10]

COMPLEMENTI SUI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 8

Sovralimentazione a comando meccanico e turbogruppo - Criteri di scelta del turbogruppo - Motore rotativo Wankel - La combustione nei motori ad accensione comandata - La detonazione - Sistemi di iniezione e combustione nei motori ad accensione spontanea - Normative internazionali e modalità di abbattimento delle emissioni inquinanti allo scarico - Sperimentazione sui motori - Motori di nuova generazione - Studio numerico dei motori a combustione interna - Ciclo computerizzato. [2,3,5,10]

ENERGY MANAGEMENT ore: 6

Energy management: Principi scientifici ed economici, applicazioni a componenti, sistemi e sistemi di controllo - Ottimizzazione energetica - Risparmio energetico - Ambiente e energia - Il processo dell'Energy Auditing - I costi energetici: analisi economica e costi del life cycle. [7,9]

ANALISI TERMODINAMICA DEI PROCESSI ore: 6

Analisi termodinamica dei processi industriali - Energia e exergia - integrazione dei processi per un uso efficiente dell'energia - il ruolo della termodinamica nella progettazione dei processi industriali - integrazione calore-lavoro - valutazioni economiche. [4]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 20h

Laboratorio 4h

[1] A. Dadone, Macchine idrauliche, CLUT, Torino

[2] G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, Torino

[3] J.B. Heywood, Internal Combustion Engines, McGraw Hill, Newyork

[4] S. Stecco, Impianti di conversione energetica, Pitagora, Bologna

[5] O. Acton, A. Beccari C. Caputo, Motori termici volumetrici, Collezione macchine a fluido, UTET, Vol. 3

[6] C. Caputo, Impianti convertitori di energia, Editore CEA

[7] G. Negri di Montenegro, M. Bianchi, A. Peretto, Sistemi energetici e loro componenti, Editore Pitagora

[8] C. Caputo, Le turbomacchine, Editore CEA

[9] D. Laforgia, A. Trevisi, F. Ruggero, Efficienza energetica in edilizia, Maggioli Editore

[10] V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, Macchine a Fluido, ed. CittàStudi

Dispense del corso

MACCHINE ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2021/2022

Anno accademico di erogazione 2022/2023

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2023 al 09/06/2023)

Lingua ITALIANO

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO (A87)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Macchine DM270 (o Macchine I DM509) e Macchine ed Energetica DM270 (o Macchine II DM509).

Criteri di progettazione delle turbomacchine e dei motori a combustione interna

Design criteria for turbomachineries and internal combustion engines

Conoscenze e comprensione

Scopo del corso è quello di fornire allo studente gli elementi di base della progettazione di alcune macchine a fluido dinamiche e volumetriche. Al termine del corso gli studenti dovranno: saper effettuare il dimensionamento di base delle principali macchine a fluido; saper effettuare il dimensionamento di condotti in funzionamento stazionario ed instazionario; saper utilizzare strumenti numerici per analizzare sistemi fluidodinamici.

Aim of the course is to provide the student with basics elements for the design of turbo and volumetric fluid machinery. At the end of the course the students will have to: be able to define the basics design of the main parts of the machine; be able to design the stationary and non-stationary ducts; be able to use the numerical tools to analysie the fluid dynamic systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- riconoscere i parametri di progetto più influenti nel determinare le prestazioni in condizioni di progetto e di regolazione dei motori a combustione interna o di turbomacchine operatrici in funzione dei loro vari campi di applicazione;

- realizzare dei modelli accurati delle suddette macchine, supportati da software dedicati.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze per la progettazione di un motore a combustione interna o una turbomacchina operatrice. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante le quali sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali componenti delle suddette macchine; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- uno svolgimento originale del progetto di una macchina, di un suo componente o di un sistema di macchine a fluido; scopi di questa attività progettuale sono: 1) verificare la capacità dello studente di applicare i contenuti del corso ad un problema reale; 2) effettuare e motivare delle scelte progettuali;

- una prova orale, che prende spunto dalla discussione del progetto; scopi della prova orale sono: 1) valutare la capacità dello studente di applicare i corretti strumenti di analisi ed effettuare le scelte più razionali relativamente al problema specifico da risolvere; 2) valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito https://elearning.unisalento.it/

CRITERI DI PROGETTAZIONE DELLE TURBOMACCHINE ore: 12

Richiami sulle Turbomacchine. Teoria della similitudine come metodo di progetto. Parametri caratteristici e progettazione di massima. Diagrammi caratteristici e considerazioni sul progetto. Studio teorico. Ipotesi della congruenza e correzioni necessarie. Svergolamento. Disegno delle pale e andamento dei rendimenti e delle dimensioni al variare del grado di reazione, R. Criteri di scelta del tipo di pala. Palettature per macchine assiali e radiali, motrici ed operatrici. Palettature per compressori in impianti a gas per generazione di energia elettrica e per la propulsione. Metodi di regolazione. [1]

CRITERI DI PROGETTAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 27

Richiami sui MCI. Grandezze caratteristiche. Parametri di funzionamento, curve caratteristiche e prestazioni. Campi di variazione dei parametri caratteristici in funzione del tipo di applicazione. [2,3]

Ricambio della carica. [2,3,5,6]

Sovralimentazione. [2,3,4]

Alimentazione del combustibile. [2,3,5,6]

Combustione tradizionale e alternativa. [2,3,6,7]

Emissioni allo scarico. [2,3,5,6]

EGR, VVT e sistemi di post trattamento. [2,3,5,6]

Controllo dei MCI. [2,3,5,6]

Sperimentazione sui MCI. [8]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 6h

Laboratorio 3h

[1] S. Sandrolini, G. Naldi: Macchine 2 Le turbomacchine motrici e operatrici - Pitagora Editrice Bologna

[2] J.B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw Hill, NY

[3] G. Ferrari: Motori a Combustione Interna, Il Capitello, Torino

[4] N.C. Baines: Fundamentals of Turbocharging, Society of Automotive Engineers Inc

[5] D. Giacosa: Motori Endotermici, HOEPLI EDITORE

[6] H. Heisler: Advanced Engine Technology, Chapman & Hall

[7] H. Zhao: HCCI and CAI Engines for the Automotive Industry, Woodhead Publishing

[8] G. Berta, A. Vacca: Sperimentazione sui motori a combustione interna - Monte Università Parma Editore

Dispense del corso

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2021/2022

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2022 al 10/06/2022)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Fisica Tecnica e di Macchine DM270 (o Macchine I DM509).

Saranno studiate le caratteristiche delle turbine alimentate con fluido comprimibile (vapore, gas) e incompribile (acqua), delle trasmissioni idrodinamiche, degli impianti per la produzione di energia (a vapore, a gas, a ciclo combinato, cogenerativi) e dei motori alternativi a combustione interna.

The characteristics of the turbines with compressible (steam, gas) and incompressible (water) fluids will be analyzed, as well as hydrodynamic transmissions, energy power plants (steam, gas, combined cycle, cogeneration) and reciprocating internal combustion engines.

Conoscenze e comprensione

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia.

Aim of this course is to complete the basic knowledge for understanding of the operation, the choice and utilization of the main fluid machineries with particular reference to energy production systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- descrivere il funzionamento e quantificare le prestazioni di impianti per la produzione di energia;

- riconoscere i parametri di progetto più importanti nel determinare le prestazioni di macchine a fluido e sistemi energetici;

- confrontare differenti tecnologie finalizzate alla produzione di energia.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante la quale sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali macchine motrici e dei sistemi energetici finalizzati alla produzione di energia; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- una prova scritta open book; scopo di questa prova sono è quello di verificare la capacità dello studente di descrivere analiticamente il funzionamento di una macchina o di un sistema di macchine a fluido;

- una prova orale; scopo della prova orale è quello di valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, tracce d’esame, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito formazioneonline.unisalento.it

STUDIO PARTICOLAREGGIATO DELLE TURBOMACCHINE ore: 9

Classificazione delle turbine - Stadio semplice ad azione - Turbine ad azione a salti di velocità e salti di pressione - Stadio semplice a reazione - Studio bidimensionale delle pale - Criteri di svergolamento e cenni di progettazione - Soluzioni realizzative e problemi specifici - Triangoli di velocità nelle turbomacchine operatrici. [1,8,10]

REGOLAZIONE DEGLI IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA ore: 6

Richiami su impianti con turbine a vapore e a gas - Regolazione degli impianti con turbine a vapore e a gas - Compressori assiali. [4,6,7,8,10]

IMPIANTI A CICLO COMBINATO E COGENERAZIONE ore: 9

Cogenerazione e generazione distribuita - Tipologie di impianti di cogenerazione - Impianti a ciclo combinato. [4,6,7,10]

COMPLEMENTI DI MACCHINE IDRAULICHE ore: 6

Classificazione e criteri di scelta delle turbine - Turbine Pelton, Francis, ad elica e Kaplan - Regolazione delle turbine idrauliche - Impianti di pompaggio - Criteri di progettazione delle turbopompe - Giunti idrodinamici e convertitori di coppia. [1,8,10]

COMPLEMENTI SUI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 8

Sovralimentazione a comando meccanico e turbogruppo - Criteri di scelta del turbogruppo - Motore rotativo Wankel - La combustione nei motori ad accensione comandata - La detonazione - Sistemi di iniezione e combustione nei motori ad accensione spontanea - Normative internazionali e modalità di abbattimento delle emissioni inquinanti allo scarico - Sperimentazione sui motori - Motori di nuova generazione - Studio numerico dei motori a combustione interna - Ciclo computerizzato. [2,3,5,10]

ENERGY MANAGEMENT ore: 6

Energy management: Principi scientifici ed economici, applicazioni a componenti, sistemi e sistemi di controllo - Ottimizzazione energetica - Risparmio energetico - Ambiente e energia - Il processo dell'Energy Auditing - I costi energetici: analisi economica e costi del life cycle. [7,9]

ANALISI TERMODINAMICA DEI PROCESSI ore: 6

Analisi termodinamica dei processi industriali - Energia e exergia - integrazione dei processi per un uso efficiente dell'energia - il ruolo della termodinamica nella progettazione dei processi industriali - integrazione calore-lavoro - valutazioni economiche. [4]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 20h

Laboratorio 4h

[1] A. Dadone, Macchine idrauliche, CLUT, Torino

[2] G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, Torino

[3] J.B. Heywood, Internal Combustion Engines, McGraw Hill, Newyork

[4] S. Stecco, Impianti di conversione energetica, Pitagora, Bologna

[5] O. Acton, A. Beccari C. Caputo, Motori termici volumetrici, Collezione macchine a fluido, UTET, Vol. 3

[6] C. Caputo, Impianti convertitori di energia, Editore CEA

[7] G. Negri di Montenegro, M. Bianchi, A. Peretto, Sistemi energetici e loro componenti, Editore Pitagora

[8] C. Caputo, Le turbomacchine, Editore CEA

[9] D. Laforgia, A. Trevisi, F. Ruggero, Efficienza energetica in edilizia, Maggioli Editore

[10] V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, Macchine a Fluido, ed. CittàStudi

Dispense del corso

MACCHINE ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno accademico di erogazione 2021/2022

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2022 al 10/06/2022)

Lingua ITALIANO

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO (A87)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Macchine DM270 (o Macchine I DM509) e Macchine II ed Energetica DM270 (o Macchine II DM509).

Criteri di progettazione delle turbomacchine e dei motori a combustione interna

Design criteria for turbomachineries and internal combustion engines

Conoscenze e comprensione

Scopo del corso è quello di fornire allo studente gli elementi di base della progettazione di alcune macchine a fluido dinamiche e volumetriche. Al termine del corso gli studenti dovranno: saper effettuare il dimensionamento di base delle principali macchine a fluido; saper effettuare il dimensionamento di condotti in funzionamento stazionario ed instazionario; saper utilizzare strumenti numerici per analizzare sistemi fluidodinamici.

Aim of the course is to provide the student with basics elements for the design of turbo and volumetric fluid machinery. At the end of the course the students will have to: be able to define the basics design of the main parts of the machine; be able to design the stationary and non-stationary ducts; be able to use the numerical tools to analysie the fluid dynamic systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- riconoscere i parametri di progetto più influenti nel determinare le prestazioni in condizioni di progetto e di regolazione dei motori a combustione interna o di turbomacchine operatrici in funzione dei loro vari campi di applicazione;

- realizzare dei modelli accurati delle suddette macchine, supportati da software dedicati.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze per la progettazione di un motore a combustione interna o una turbomacchina operatrice. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante le quali sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali componenti delle suddette macchine; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- uno svolgimento originale del progetto di una macchina, di un suo componente o di un sistema di macchine a fluido; scopi di questa attività progettuale sono: 1) verificare la capacità dello studente di applicare i contenuti del corso ad un problema reale; 2) effettuare e motivare delle scelte progettuali;

- una prova orale, che prende spunto dalla discussione del progetto; scopi della prova orale sono: 1) valutare la capacità dello studente di applicare i corretti strumenti di analisi ed effettuare le scelte più razionali relativamente al problema specifico da risolvere; 2) valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito formazioneonline.unisalento.it


CRITERI DI PROGETTAZIONE DELLE TURBOMACCHINE ore: 12

Richiami sulle Turbomacchine. Teoria della similitudine come metodo di progetto. Parametri caratteristici e progettazione di massima. Diagrammi caratteristici e considerazioni sul progetto. Studio teorico. Ipotesi della congruenza e correzioni necessarie. Svergolamento. Disegno delle pale e andamento dei rendimenti e delle dimensioni al variare del grado di reazione, R. Criteri di scelta del tipo di pala. Palettature per macchine assiali e radiali, motrici ed operatrici. Palettature per compressori in impianti a gas per generazione di energia elettrica e per la propulsione. Metodi di regolazione. [1]

CRITERI DI PROGETTAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 27

Richiami sui MCI. Grandezze caratteristiche. Parametri di funzionamento, curve caratteristiche e prestazioni. Campi di variazione dei parametri caratteristici in funzione del tipo di applicazione. [2,3]

Ricambio della carica. [2,3,5,6]

Sovralimentazione. [2,3,4]

Alimentazione del combustibile. [2,3,5,6]

Combustione tradizionale e alternativa. [2,3,6,7]

Emissioni allo scarico. [2,3,5,6]

EGR, VVT e sistemi di post trattamento. [2,3,5,6]

Controllo dei MCI. [2,3,5,6]

Sperimentazione sui MCI. [8]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 6h

Laboratorio 3h

[1] S. Sandrolini, G. Naldi: Macchine 2 Le turbomacchine motrici e operatrici - Pitagora Editrice Bologna

[2] J.B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw Hill, NY

[3] G. Ferrari: Motori a Combustione Interna, Il Capitello, Torino

[4] N.C. Baines: Fundamentals of Turbocharging, Society of Automotive Engineers Inc

[5] D. Giacosa: Motori Endotermici, HOEPLI EDITORE

[6] H. Heisler: Advanced Engine Technology, Chapman & Hall

[7] H. Zhao: HCCI and CAI Engines for the Automotive Industry, Woodhead Publishing

[8] G. Berta, A. Vacca: Sperimentazione sui motori a combustione interna - Monte Università Parma Editore

Dispense del corso

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2020/2021

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2021 al 11/06/2021)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Fisica Tecnica e di Macchine DM270 (o Macchine I DM509).

Saranno studiate le caratteristiche delle turbine alimentate con fluido comprimibile (vapore, gas) e incompribile (acqua), delle trasmissioni idrodinamiche, degli impianti per la produzione di energia (a vapore, a gas, a ciclo combinato, cogenerativi) e dei motori alternativi a combustione interna.

The characteristics of the turbines with compressible (steam, gas) and incompressible (water) fluids will be analyzed, as well as hydrodynamic transmissions, energy power plants (steam, gas, combined cycle, cogeneration) and reciprocating internal combustion engines.

Conoscenze e comprensione

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia.

Aim of this course is to complete the basic knowledge for understanding of the operation, the choice and utilization of the main fluid machineries with particular reference to energy production systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- descrivere il funzionamento e quantificare le prestazioni di impianti per la produzione di energia;

- riconoscere i parametri di progetto più importanti nel determinare le prestazioni di macchine a fluido e sistemi energetici;

- confrontare differenti tecnologie finalizzate alla produzione di energia.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante la quale sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali macchine motrici e dei sistemi energetici finalizzati alla produzione di energia; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- una prova scritta open book; scopo di questa prova sono è quello di verificare la capacità dello studente di descrivere analiticamente il funzionamento di una macchina o di un sistema di macchine a fluido;

- una prova orale; scopo della prova orale è quello di valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, tracce d’esame, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito formazioneonline.unisalento.it

STUDIO PARTICOLAREGGIATO DELLE TURBOMACCHINE ore: 9

Classificazione delle turbine - Stadio semplice ad azione - Turbine ad azione a salti di velocità e salti di pressione - Stadio semplice a reazione - Studio bidimensionale delle pale - Criteri di svergolamento e cenni di progettazione - Soluzioni realizzative e problemi specifici - Triangoli di velocità nelle turbomacchine operatrici. [1,8,10]

REGOLAZIONE DEGLI IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA ore: 6

Richiami su impianti con turbine a vapore e a gas - Regolazione degli impianti con turbine a vapore e a gas - Compressori assiali. [4,6,7,8,10]

IMPIANTI A CICLO COMBINATO E COGENERAZIONE ore: 9

Cogenerazione e generazione distribuita - Tipologie di impianti di cogenerazione - Impianti a ciclo combinato. [4,6,7,10]

COMPLEMENTI DI MACCHINE IDRAULICHE ore: 6

Classificazione e criteri di scelta delle turbine - Turbine Pelton, Francis, ad elica e Kaplan - Regolazione delle turbine idrauliche - Impianti di pompaggio - Criteri di progettazione delle turbopompe - Giunti idrodinamici e convertitori di coppia. [1,8,10]

COMPLEMENTI SUI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 8

Sovralimentazione a comando meccanico e turbogruppo - Criteri di scelta del turbogruppo - Motore rotativo Wankel - La combustione nei motori ad accensione comandata - La detonazione - Sistemi di iniezione e combustione nei motori ad accensione spontanea - Normative internazionali e modalità di abbattimento delle emissioni inquinanti allo scarico - Sperimentazione sui motori - Motori di nuova generazione - Studio numerico dei motori a combustione interna - Ciclo computerizzato. [2,3,5,10]

ENERGY MANAGEMENT ore: 6

Energy management: Principi scientifici ed economici, applicazioni a componenti, sistemi e sistemi di controllo - Ottimizzazione energetica - Risparmio energetico - Ambiente e energia - Il processo dell'Energy Auditing - I costi energetici: analisi economica e costi del life cycle. [7,9]

ANALISI TERMODINAMICA DEI PROCESSI ore: 6

Analisi termodinamica dei processi industriali - Energia e exergia - integrazione dei processi per un uso efficiente dell'energia - il ruolo della termodinamica nella progettazione dei processi industriali - integrazione calore-lavoro - valutazioni economiche. [4]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 20h

Laboratorio 4h

[1] A. Dadone, Macchine idrauliche, CLUT, Torino

[2] G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, Torino

[3] J.B. Heywood, Internal Combustion Engines, McGraw Hill, Newyork

[4] S. Stecco, Impianti di conversione energetica, Pitagora, Bologna

[5] O. Acton, A. Beccari C. Caputo, Motori termici volumetrici, Collezione macchine a fluido, UTET, Vol. 3

[6] C. Caputo, Impianti convertitori di energia, Editore CEA

[7] G. Negri di Montenegro, M. Bianchi, A. Peretto, Sistemi energetici e loro componenti, Editore Pitagora

[8] C. Caputo, Le turbomacchine, Editore CEA

[9] D. Laforgia, A. Trevisi, F. Ruggero, Efficienza energetica in edilizia, Maggioli Editore

[10] V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, Macchine a Fluido, ed. CittàStudi

Dispense del corso

MACCHINE ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno accademico di erogazione 2020/2021

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2021 al 11/06/2021)

Lingua ITALIANO

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO (A87)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Macchine DM270 (o Macchine I DM509) e Macchine II ed Energetica DM270 (o Macchine II DM509).

Criteri di progettazione delle turbomacchine e dei motori a combustione interna

Design criteria for turbomachineries and internal combustion engines

Conoscenze e comprensione

Scopo del corso è quello di fornire allo studente gli elementi di base della progettazione di alcune macchine a fluido dinamiche e volumetriche. Al termine del corso gli studenti dovranno: saper effettuare il dimensionamento di base delle principali macchine a fluido; saper effettuare il dimensionamento di condotti in funzionamento stazionario ed instazionario; saper utilizzare strumenti numerici per analizzare sistemi fluidodinamici.

Aim of the course is to provide the student with basics elements for the design of turbo and volumetric fluid machinery. At the end of the course the students will have to: be able to define the basics design of the main parts of the machine; be able to design the stationary and non-stationary ducts; be able to use the numerical tools to analysie the fluid dynamic systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- riconoscere i parametri di progetto più influenti nel determinare le prestazioni in condizioni di progetto e di regolazione dei motori a combustione interna o di turbomacchine operatrici in funzione dei loro vari campi di applicazione;

- realizzare dei modelli accurati delle suddette macchine, supportati da software dedicati.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze per la progettazione di un motore a combustione interna o una turbomacchina operatrice. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante le quali sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali componenti delle suddette macchine; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- uno svolgimento originale del progetto di una macchina, di un suo componente o di un sistema di macchine a fluido; scopi di questa attività progettuale sono: 1) verificare la capacità dello studente di applicare i contenuti del corso ad un problema reale; 2) effettuare e motivare delle scelte progettuali;

- una prova orale, che prende spunto dalla discussione del progetto; scopi della prova orale sono: 1) valutare la capacità dello studente di applicare i corretti strumenti di analisi ed effettuare le scelte più razionali relativamente al problema specifico da risolvere; 2) valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito formazioneonline.unisalento.it


CRITERI DI PROGETTAZIONE DELLE TURBOMACCHINE ore: 12

Richiami sulle Turbomacchine. Teoria della similitudine come metodo di progetto. Parametri caratteristici e progettazione di massima. Diagrammi caratteristici e considerazioni sul progetto. Studio teorico. Ipotesi della congruenza e correzioni necessarie. Svergolamento. Disegno delle pale e andamento dei rendimenti e delle dimensioni al variare del grado di reazione, R. Criteri di scelta del tipo di pala. Palettature per macchine assiali e radiali, motrici ed operatrici. Palettature per compressori in impianti a gas per generazione di energia elettrica e per la propulsione. Metodi di regolazione. [1]

CRITERI DI PROGETTAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 27

Richiami sui MCI. Grandezze caratteristiche. Parametri di funzionamento, curve caratteristiche e prestazioni. Campi di variazione dei parametri caratteristici in funzione del tipo di applicazione. [2,3]

Ricambio della carica. [2,3,5,6]

Sovralimentazione. [2,3,4]

Alimentazione del combustibile. [2,3,5,6]

Combustione tradizionale e alternativa. [2,3,6,7]

Emissioni allo scarico. [2,3,5,6]

EGR, VVT e sistemi di post trattamento. [2,3,5,6]

Controllo dei MCI. [2,3,5,6]

Sperimentazione sui MCI. [8]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 6h

Laboratorio 3h

[1] S. Sandrolini, G. Naldi: Macchine 2 Le turbomacchine motrici e operatrici - Pitagora Editrice Bologna

[2] J.B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw Hill, NY

[3] G. Ferrari: Motori a Combustione Interna, Il Capitello, Torino

[4] N.C. Baines: Fundamentals of Turbocharging, Society of Automotive Engineers Inc

[5] D. Giacosa: Motori Endotermici, HOEPLI EDITORE

[6] H. Heisler: Advanced Engine Technology, Chapman & Hall

[7] H. Zhao: HCCI and CAI Engines for the Automotive Industry, Woodhead Publishing

[8] G. Berta, A. Vacca: Sperimentazione sui motori a combustione interna - Monte Università Parma Editore

Dispense del corso

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2019/2020

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 02/03/2020 al 05/06/2020)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Fisica Tecnica e di Macchine DM270 (o Macchine I DM509).

Saranno studiate le caratteristiche delle turbine alimentate con fluido comprimibile (vapore, gas) e incompribile (acqua), delle trasmissioni idrodinamiche, degli impianti per la produzione di energia (a vapore, a gas, a ciclo combinato, cogenerativi) e dei motori alternativi a combustione interna.

The characteristics of the turbines with compressible (steam, gas) and incompressible (water) fluids will be analyzed, as well as hydrodynamic transmissions, energy power plants (steam, gas, combined cycle, cogeneration) and reciprocating internal combustion engines.

Conoscenze e comprensione

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia.

Aim of this course is to complete the basic knowledge for understanding of the operation, the choice and utilization of the main fluid machineries with particular reference to energy production systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- descrivere il funzionamento e quantificare le prestazioni di impianti per la produzione di energia;

- riconoscere i parametri di progetto più importanti nel determinare le prestazioni di macchine a fluido e sistemi energetici;

- confrontare differenti tecnologie finalizzate alla produzione di energia.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante la quale sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali macchine motrici e dei sistemi energetici finalizzati alla produzione di energia; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- una prova scritta open book; scopo di questa prova sono è quello di verificare la capacità dello studente di descrivere analiticamente il funzionamento di una macchina o di un sistema di macchine a fluido;

- una prova orale; scopo della prova orale è quello di valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, tracce d’esame, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito formazioneonline.unisalento.it

STUDIO PARTICOLAREGGIATO DELLE TURBOMACCHINE ore: 9

Classificazione delle turbine - Stadio semplice ad azione - Turbine ad azione a salti di velocità e salti di pressione - Stadio semplice a reazione - Studio bidimensionale delle pale - Criteri di svergolamento e cenni di progettazione - Soluzioni realizzative e problemi specifici - Triangoli di velocità nelle turbomacchine operatrici. [1,8,10]

REGOLAZIONE DEGLI IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA ore: 6

Richiami su impianti con turbine a vapore e a gas - Regolazione degli impianti con turbine a vapore e a gas - Compressori assiali. [4,6,7,8,10]

IMPIANTI A CICLO COMBINATO E COGENERAZIONE ore: 9

Cogenerazione e generazione distribuita - Tipologie di impianti di cogenerazione - Impianti a ciclo combinato. [4,6,7,10]

COMPLEMENTI DI MACCHINE IDRAULICHE ore: 6

Classificazione e criteri di scelta delle turbine - Turbine Pelton, Francis, ad elica e Kaplan - Regolazione delle turbine idrauliche - Impianti di pompaggio - Criteri di progettazione delle turbopompe - Giunti idrodinamici e convertitori di coppia. [1,8,10]

COMPLEMENTI SUI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 8

Sovralimentazione a comando meccanico e turbogruppo - Criteri di scelta del turbogruppo - Motore rotativo Wankel - La combustione nei motori ad accensione comandata - La detonazione - Sistemi di iniezione e combustione nei motori ad accensione spontanea - Normative internazionali e modalità di abbattimento delle emissioni inquinanti allo scarico - Sperimentazione sui motori - Motori di nuova generazione - Studio numerico dei motori a combustione interna - Ciclo computerizzato. [2,3,5,10]

ENERGY MANAGEMENT ore: 6

Energy management: Principi scientifici ed economici, applicazioni a componenti, sistemi e sistemi di controllo - Ottimizzazione energetica - Risparmio energetico - Ambiente e energia - Il processo dell'Energy Auditing - I costi energetici: analisi economica e costi del life cycle. [7,9]

ANALISI TERMODINAMICA DEI PROCESSI ore: 6

Analisi termodinamica dei processi industriali - Energia e exergia - integrazione dei processi per un uso efficiente dell'energia - il ruolo della termodinamica nella progettazione dei processi industriali - integrazione calore-lavoro - valutazioni economiche. [4]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 20h

Laboratorio 4h

[1] A. Dadone, Macchine idrauliche, CLUT, Torino

[2] G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, Torino

[3] J.B. Heywood, Internal Combustion Engines, McGraw Hill, Newyork

[4] S. Stecco, Impianti di conversione energetica, Pitagora, Bologna

[5] O. Acton, A. Beccari C. Caputo, Motori termici volumetrici, Collezione macchine a fluido, UTET, Vol. 3

[6] C. Caputo, Impianti convertitori di energia, Editore CEA

[7] G. Negri di Montenegro, M. Bianchi, A. Peretto, Sistemi energetici e loro componenti, Editore Pitagora

[8] C. Caputo, Le turbomacchine, Editore CEA

[9] D. Laforgia, A. Trevisi, F. Ruggero, Efficienza energetica in edilizia, Maggioli Editore

[10] V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, Macchine a Fluido, ed. CittàStudi

Dispense del corso

MACCHINE ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 23/09/2019 al 20/12/2019)

Lingua ITALIANO

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO (A87)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Macchine DM270 (o Macchine I DM509) e Macchine II ed Energetica DM270 (o Macchine II DM509).

Criteri di progettazione delle turbomacchine e dei motori a combustione interna

Design criteria for turbomachineries and internal combustion engines

Conoscenze e comprensione

Scopo del corso è quello di fornire allo studente gli elementi di base della progettazione di alcune macchine a fluido dinamiche e volumetriche. Al termine del corso gli studenti dovranno: saper effettuare il dimensionamento di base delle principali macchine a fluido; saper effettuare il dimensionamento di condotti in funzionamento stazionario ed instazionario; saper utilizzare strumenti numerici per analizzare sistemi fluidodinamici.

Aim of the course is to provide the student with basics elements for the design of turbo and volumetric fluid machinery. At the end of the course the students will have to: be able to define the basics design of the main parts of the machine; be able to design the stationary and non-stationary ducts; be able to use the numerical tools to analysie the fluid dynamic systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- riconoscere i parametri di progetto più influenti nel determinare le prestazioni in condizioni di progetto e di regolazione dei motori a combustione interna o di turbomacchine operatrici in funzione dei loro vari campi di applicazione;

- realizzare dei modelli accurati delle suddette macchine, supportati da software dedicati.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze per la progettazione di un motore a combustione interna o una turbomacchina operatrice. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante le quali sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali componenti delle suddette macchine; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- uno svolgimento originale del progetto di una macchina, di un suo componente o di un sistema di macchine a fluido; scopi di questa attività progettuale sono: 1) verificare la capacità dello studente di applicare i contenuti del corso ad un problema reale; 2) effettuare e motivare delle scelte progettuali;

- una prova orale, che prende spunto dalla discussione del progetto; scopi della prova orale sono: 1) valutare la capacità dello studente di applicare i corretti strumenti di analisi ed effettuare le scelte più razionali relativamente al problema specifico da risolvere; 2) valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito formazioneonline.unisalento.it


CRITERI DI PROGETTAZIONE DELLE TURBOMACCHINE ore: 12

Richiami sulle Turbomacchine. Teoria della similitudine come metodo di progetto. Parametri caratteristici e progettazione di massima. Diagrammi caratteristici e considerazioni sul progetto. Studio teorico. Ipotesi della congruenza e correzioni necessarie. Svergolamento. Disegno delle pale e andamento dei rendimenti e delle dimensioni al variare del grado di reazione, R. Criteri di scelta del tipo di pala. Palettature per macchine assiali e radiali, motrici ed operatrici. Palettature per compressori in impianti a gas per generazione di energia elettrica e per la propulsione. Metodi di regolazione. [1]

CRITERI DI PROGETTAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 27

Richiami sui MCI. Grandezze caratteristiche. Parametri di funzionamento, curve caratteristiche e prestazioni. Campi di variazione dei parametri caratteristici in funzione del tipo di applicazione. [2,3]

Ricambio della carica. [2,3,5,6]

Sovralimentazione. [2,3,4]

Alimentazione del combustibile. [2,3,5,6]

Combustione tradizionale e alternativa. [2,3,6,7]

Emissioni allo scarico. [2,3,5,6]

EGR, VVT e sistemi di post trattamento. [2,3,5,6]

Controllo dei MCI. [2,3,5,6]

Sperimentazione sui MCI. [8]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 6h

Laboratorio 3h

[1] S. Sandrolini, G. Naldi: Macchine 2 Le turbomacchine motrici e operatrici - Pitagora Editrice Bologna

[2] J.B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw Hill, NY

[3] G. Ferrari: Motori a Combustione Interna, Il Capitello, Torino

[4] N.C. Baines: Fundamentals of Turbocharging, Society of Automotive Engineers Inc

[5] D. Giacosa: Motori Endotermici, HOEPLI EDITORE

[6] H. Heisler: Advanced Engine Technology, Chapman & Hall

[7] H. Zhao: HCCI and CAI Engines for the Automotive Industry, Woodhead Publishing

[8] G. Berta, A. Vacca: Sperimentazione sui motori a combustione interna - Monte Università Parma Editore

Dispense del corso

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 04/03/2019 al 04/06/2019)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Fisica Tecnica e di Macchine DM270 (o Macchine I DM509).

Saranno studiate le caratteristiche delle turbine alimentate con fluido comprimibile (vapore, gas) e incompribile (acqua), delle trasmissioni idrodinamiche, degli impianti per la produzione di energia (a vapore, a gas, a ciclo combinato, cogenerativi) e dei motori alternativi a combustione interna.

The characteristics of the turbines with compressible (steam, gas) and incompressible (water) fluids will be analyzed, as well as hydrodynamic transmissions, energy power plants (steam, gas, combined cycle, cogeneration) and reciprocating internal combustion engines.

Conoscenze e comprensione

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia.

Aim of this course is to complete the basic knowledge for understanding of the operation, the choice and utilization of the main fluid machineries with particular reference to energy production systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- descrivere il funzionamento e quantificare le prestazioni di impianti per la produzione di energia;

- riconoscere i parametri di progetto più importanti nel determinare le prestazioni di macchine a fluido e sistemi energetici;

- confrontare differenti tecnologie finalizzate alla produzione di energia.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze di base per la comprensione del funzionamento, la scelta e l'utilizzo delle principali macchine a fluido con particolare riferimento alle macchine motrici e ai sistemi per la produzione di energia. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante la quale sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali macchine motrici e dei sistemi energetici finalizzati alla produzione di energia; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- una prova scritta open book; scopo di questa prova sono è quello di verificare la capacità dello studente di descrivere analiticamente il funzionamento di una macchina o di un sistema di macchine a fluido;

- una prova orale; scopo della prova orale è quello di valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, tracce d’esame, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito INTRANET delle facoltà.

STUDIO PARTICOLAREGGIATO DELLE TURBOMACCHINE ore: 9

Classificazione delle turbine - Stadio semplice ad azione - Turbine ad azione a salti di velocità e salti di pressione - Stadio semplice a reazione - Studio bidimensionale delle pale - Criteri di svergolamento e cenni di progettazione - Soluzioni realizzative e problemi specifici - Triangoli di velocità nelle turbomacchine operatrici. [1,8,10]

REGOLAZIONE DEGLI IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA ore: 6

Richiami su impianti con turbine a vapore e a gas - Regolazione degli impianti con turbine a vapore e a gas - Compressori assiali. [4,6,7,8,10]

IMPIANTI A CICLO COMBINATO E COGENERAZIONE ore: 9

Cogenerazione e generazione distribuita - Tipologie di impianti di cogenerazione - Impianti a ciclo combinato. [4,6,7,10]

COMPLEMENTI DI MACCHINE IDRAULICHE ore: 6

Classificazione e criteri di scelta delle turbine - Turbine Pelton, Francis, ad elica e Kaplan - Regolazione delle turbine idrauliche - Impianti di pompaggio - Criteri di progettazione delle turbopompe - Giunti idrodinamici e convertitori di coppia. [1,8,10]

COMPLEMENTI SUI MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 8

Sovralimentazione a comando meccanico e turbogruppo - Criteri di scelta del turbogruppo - Motore rotativo Wankel - La combustione nei motori ad accensione comandata - La detonazione - Sistemi di iniezione e combustione nei motori ad accensione spontanea - Normative internazionali e modalità di abbattimento delle emissioni inquinanti allo scarico - Sperimentazione sui motori - Motori di nuova generazione - Studio numerico dei motori a combustione interna - Ciclo computerizzato. [2,3,5,10]

ENERGY MANAGEMENT ore: 6

Energy management: Principi scientifici ed economici, applicazioni a componenti, sistemi e sistemi di controllo - Ottimizzazione energetica - Risparmio energetico - Ambiente e energia - Il processo dell'Energy Auditing - I costi energetici: analisi economica e costi del life cycle. [7,9]

ANALISI TERMODINAMICA DEI PROCESSI ore: 6

Analisi termodinamica dei processi industriali - Energia e exergia - integrazione dei processi per un uso efficiente dell'energia - il ruolo della termodinamica nella progettazione dei processi industriali - integrazione calore-lavoro - valutazioni economiche. [4]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 20h

Laboratorio 4h

[1] A. Dadone, Macchine idrauliche, CLUT, Torino

[2] G. Ferrari, Motori a combustione interna, Il Capitello, Torino

[3] J.B. Heywood, Internal Combustion Engines, McGraw Hill, Newyork

[4] S. Stecco, Impianti di conversione energetica, Pitagora, Bologna

[5] O. Acton, A. Beccari C. Caputo, Motori termici volumetrici, Collezione macchine a fluido, UTET, Vol. 3

[6] C. Caputo, Impianti convertitori di energia, Editore CEA

[7] G. Negri di Montenegro, M. Bianchi, A. Peretto, Sistemi energetici e loro componenti, Editore Pitagora

[8] C. Caputo, Le turbomacchine, Editore CEA

[9] D. Laforgia, A. Trevisi, F. Ruggero, Efficienza energetica in edilizia, Maggioli Editore

[10] V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, Macchine a Fluido, ed. CittàStudi

Dispense del corso

MACCHINE ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 24/09/2018 al 21/12/2018)

Lingua ITALIANO

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO (A87)

Sede Lecce

Sono necessarie le nozioni acquisite nei corsi di Macchine DM270 (o Macchine I DM509) e Macchine II ed Energetica DM270 (o Macchine II DM509).

Criteri di progettazione delle turbomacchine e dei motori a combustione interna

Design criteria for turbomachineries and internal combustion engines

Conoscenze e comprensione

Scopo del corso è quello di fornire allo studente gli elementi di base della progettazione di alcune macchine a fluido dinamiche e volumetriche. Al termine del corso gli studenti dovranno: saper effettuare il dimensionamento di base delle principali macchine a fluido; saper effettuare il dimensionamento di condotti in funzionamento stazionario ed instazionario; saper utilizzare strumenti numerici per analizzare sistemi fluidodinamici.

Aim of the course is to provide the student with basics elements for the design of turbo and volumetric fluid machinery. At the end of the course the students will have to: be able to define the basics design of the main parts of the machine; be able to design the stationary and non-stationary ducts; be able to use the numerical tools to analysie the fluid dynamic systems.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Dopo aver seguito il corso, lo studente dovrà essere in grado di :

- riconoscere i parametri di progetto più influenti nel determinare le prestazioni in condizioni di progetto e di regolazione dei motori a combustione interna o di turbomacchine operatrici in funzione dei loro vari campi di applicazione;

- realizzare dei modelli accurati delle suddette macchine, supportati da software dedicati.

 

Autonomia di giudizio

Gli studenti sono guidati ad apprendere in maniera critica tutto ciò che viene loro spiegato in classe, a confrontare i diversi approcci per la soluzione di problemi reali e ad individuare e proporre, in maniera autonoma, la soluzione più efficiente da loro individuata.

 

Abilità comunicative

E' fondamentale che gli studenti siano in grado di comunicare con un pubblico vario e composito, non omogeneo culturalmente, in modo chiaro, logico ed efficace, utilizzando gli strumenti metodologici acquisiti e le loro conoscenze scientifiche e, in particolar modo, il lessico di specialità. Il corso favorisce lo sviluppo delle seguenti abilità dello studente: capacità di esporre in termini precisi e formali un modello astratto di problemi concreti, individuando le caratteristiche salienti di essi e scartando le caratteristiche inessenziali; capacità di descrivere ed analizzare una soluzione efficiente per il problema in esame.

 

Capacità di apprendimento

Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche dell'esercizio delle macchine e dei sistemi energetici, e, in generale, culturali riguardanti altri ambiti affini. Devono essere in grado di rielaborare e di applicare autonomamente le conoscenze e i metodi appresi in vista di un'eventuale prosecuzione degli studi a livello superiore (dottorato) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente. Pertanto, gli studenti devono poter passare a forme espositive diverse dai testi di partenza, al fine di memorizzare, riassumere per se e per altri, divulgare conoscenze scientifiche.

Il corso intende completare le conoscenze per la progettazione di un motore a combustione interna o una turbomacchina operatrice. Il corso si articola in: 1) lezioni frontali che si avvalgono dell'uso di slides - rese disponibili agli studenti mediante la piattaforma Intranet - durante le quali sarà illustrato il funzionamento in condizioni di progetto e di regolazione delle principali componenti delle suddette macchine; 2) esercitazioni in aula, durante le quali si illustrerà, con abbondanza di esempi, in che modo le conoscenze teoriche acquisite possano essere utilizzate al fine di risolvere problemi concreti; 3) attività pratiche in laboratorio, durante le quali gli studenti hanno la possibilità di constatare direttamente il funzionamento di alcune macchine a fluido e di effettuare alcune misure termiche e meccaniche sulle stesse.

La modalità di esame consiste di:

- uno svolgimento originale del progetto di una macchina, di un suo componente o di un sistema di macchine a fluido; scopi di questa attività progettuale sono: 1) verificare la capacità dello studente di applicare i contenuti del corso ad un problema reale; 2) effettuare e motivare delle scelte progettuali;

- una prova orale, che prende spunto dalla discussione del progetto; scopi della prova orale sono: 1) valutare la capacità dello studente di applicare i corretti strumenti di analisi ed effettuare le scelte più razionali relativamente al problema specifico da risolvere; 2) valutare la conoscenza dei contenuti del corso.

Il materiale didattico (dispense, diario delle lezioni, etc.) è reperibile sul sito INTRANET delle facoltà.


CRITERI DI PROGETTAZIONE DELLE TURBOMACCHINE ore: 12

Richiami sulle Turbomacchine. Teoria della similitudine come metodo di progetto. Parametri caratteristici e progettazione di massima. Diagrammi caratteristici e considerazioni sul progetto. Studio teorico. Ipotesi della congruenza e correzioni necessarie. Svergolamento. Disegno delle pale e andamento dei rendimenti e delle dimensioni al variare del grado di reazione, R. Criteri di scelta del tipo di pala. Palettature per macchine assiali e radiali, motrici ed operatrici. Palettature per compressori in impianti a gas per generazione di energia elettrica e per la propulsione. Metodi di regolazione. [1]

CRITERI DI PROGETTAZIONE DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA ore: 27

Richiami sui MCI. Grandezze caratteristiche. Parametri di funzionamento, curve caratteristiche e prestazioni. Campi di variazione dei parametri caratteristici in funzione del tipo di applicazione. [2,3]

Ricambio della carica. [2,3,5,6]

Sovralimentazione. [2,3,4]

Alimentazione del combustibile. [2,3,5,6]

Combustione tradizionale e alternativa. [2,3,6,7]

Emissioni allo scarico. [2,3,5,6]

EGR, VVT e sistemi di post trattamento. [2,3,5,6]

Controllo dei MCI. [2,3,5,6]

Sperimentazione sui MCI. [8]

 

Esercitazioni sugli argomenti del corso 6h

Laboratorio 3h

[1] S. Sandrolini, G. Naldi: Macchine 2 Le turbomacchine motrici e operatrici - Pitagora Editrice Bologna

[2] J.B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc Graw Hill, NY

[3] G. Ferrari: Motori a Combustione Interna, Il Capitello, Torino

[4] N.C. Baines: Fundamentals of Turbocharging, Society of Automotive Engineers Inc

[5] D. Giacosa: Motori Endotermici, HOEPLI EDITORE

[6] H. Heisler: Advanced Engine Technology, Chapman & Hall

[7] H. Zhao: HCCI and CAI Engines for the Automotive Industry, Woodhead Publishing

[8] G. Berta, A. Vacca: Sperimentazione sui motori a combustione interna - Monte Università Parma Editore

Dispense del corso

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
MACCHINE ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno di corso 1

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2018 al 01/06/2018)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

MACCHINE ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 25/09/2017 al 22/12/2017)

Lingua ITALIANO

Percorso ENERGIA E PROPULSIONE (A44)

Sede Lecce

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
MACCHINE II ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 26/09/2016 al 22/12/2016)

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

MACCHINE II ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 54.0

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 26/09/2016 al 22/12/2016)

Lingua ITALIANO

Percorso ENERGIA E PROPULSIONE (A44)

Sede Lecce

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
LABORATORIO DI SISTEMI ENERGETICI

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno di corso 3

Semestre Secondo Semestre (dal 29/02/2016 al 03/06/2016)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

LABORATORIO DI SISTEMI ENERGETICI (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 21/09/2015 al 18/12/2015)

Lingua

Percorso ENERGIA E PROPULSIONE (A44)

Sede Lecce - Università degli Studi

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)
MACCHINE II ED ENERGETICA

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 29/09/2014 al 19/12/2014)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

MACCHINE II ED ENERGETICA (ING-IND/09)
PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore totali di attività frontale: 0.0

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno di corso 2

Semestre Primo Semestre (dal 29/09/2014 al 19/12/2014)

Lingua

Percorso ENERGIA E PROPULSIONE (A44)

Sede Lecce - Università degli Studi

PROGETTO DI MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/09)

Temi di ricerca

 Analisi della combustione e diagnostica non intrusive nel campo dei motori a combustione interna - Combustion analysis and non intrusive diagnosis in internal combustion engine field
 Analisi della combustione nei MCI alimentati con combustibili alternativi liquidi e gassosi - Combustion analysis in internal combustion engine field fuelled with gaseous and liquid alternative fuels
 Applicazione delle tecniche di ottimizzazione nel campo della motoristica - Application of optimization tecniques in the engine field
 Misure di rumore ambientale e vibrazioni negli ambienti di vita e di lavoro. Analisi di impatto ambientale. Caratterizzazione acustica dei materiali - Environmental noise and vibration measurements in life and work environment. Environmental impact analysis. Acoustic characterization of materials
 Problematiche di pianificazione energetica - Energy planning

Risorse correlate

Documenti