Teresa DONATEO

Teresa DONATEO

Professore II Fascia (Associato)

Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione

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

Ufficio, Piano terra

Telefono +39 0832 29 7754

Professore associato di Macchine a fluido (ING-IND/08)

Area di competenza:

ING-IND/08 Macchine a fluido

Aree di ricerca:

- motori a combustione interna

- spray e combustione

- veicoli elettrici e ibridi

- celle a combustibile

- mobilità sostenibile (progetto SALENTO ECO TEAM)

- sistemi aeronautici MEA e ibridi

- algoritmi di ottimizzazione multi- and many objective

Orario di ricevimento

A partire dal 23 settembre 2019:

- giovedì 10:30 - 12:30

 

Recapiti aggiuntivi

https://sites.google.com/site/tdonateo74/

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Curriculum Vitae

Si è laureata cum laude in Ingegneria dei Materiali presso l’Università degli Studi di Lecce nel 1999. Nel 2003 ha conseguito il titolo di dottore di ricerca presso l’Università di Lecce, discutendo una tesi sullo sviluppo di una metodologia evolutiva per il progetto di motori diesel ad iniezione diretta che consente di sviluppare nuove geometrie per la camera di combustione in grado di rispettare le sempre più stringenti normative europee sulle emissioni inquinanti. Dal 2000 collabora con la STIM Engineering di Bari per la ricerca brevettuale ed ha tenuto seminari specialistici sull’utilizzo delle banche dati brevetti e marchi. Da settembre 2005 a dicembre 2005 ha svolto attività di ricerca nell'ambito della combustione omogenea e dei veicoli ibridi presso il CAR (Center for Automotive Research ) dell'Ohio State University - Columbus sotto la guida del prof. Rizzoni. E’ autrice di numerose memorie scientifiche pubblicate prevalentemente in ambito internazionale. Da novembre 2001 a novembre 2014 è ricercatore di Macchine a Fluido (ING-IND/08) presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Lecce. Nel mese di gennaio 2014 ha conseguito l’Abilitazione Scientifica Nazionale per il ruolo di Professore Associato nel settore concorsuale 09/C1 denominato “Macchine e Sistemi per l’Energia e l’Ambiente.  Dal 1 dicembre 2014 è in servizio come Professore di II fascia presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione dell'Università del Salento. Attualmente è presidente della Commissione didattica paritetica docenti-studenti del Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione.

CORSI EROGATI NELL'A.A. 2019/20

1. Sistemi energetici (Ing. Industriale LECCE) , (in sostituzione del corso di Macchine)

2. Tecnologie energetiche (INGEGNERIA DELLE TECNOLOGIE INDUSTRIALI)

3. Sistemi avanzati di propulsione  (Ingegneria Meccanica - LM, indirizzo "Ingegneria del Veicolo") 

 

CORSI DISATTIVATI

Macchine (Ing. Industriale LECCE) 

Hybrid Electric Aircraft (Aerosopace Engineering-LM)

Systems and Technologies for Energy (Ingegneria dell'Informazione)

 

 

Il materiale didattico di tutti i corsi è disponibile su formazioneonline.unisalento.it

 

Didattica

A.A. 2019/2020

SISTEMI AVANZATI DI PROPULSIONE

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

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

SISTEMI ENERGETICI

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno di corso 3

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

TECNOLOGIE ENERGETICHE

Corso di laurea INGEGNERIA DELLE TECNOLOGIE INDUSTRIALI

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore 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 unico

Sede Lecce

A.A. 2018/2019

MACCHINE

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno di corso 3

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

SISTEMI AVANZATI DI PROPULSIONE

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

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

A.A. 2017/2018

HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT

Degree course AEROSPACE ENGINEERING

Course type Laurea Magistrale

Language INGLESE

Credits 9.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 81.0

Year taught 2017/2018

For matriculated on 2016/2017

Course year 2

Structure DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Subject matter PERCORSO COMUNE

Location Brindisi

MACCHINE

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Tipo corso di studio Laurea

Lingua ITALIANO

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno di corso 3

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce

A.A. 2016/2017

HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0 Ore Studio individuale: 144.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede BRINDISI

MACCHINE

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0 Ore Studio individuale: 144.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno di corso 3

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

A.A. 2015/2016

HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0 Ore Studio individuale: 144.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno di corso 2

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede BRINDISI

MACCHINE

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 78.0 Ore Studio individuale: 147.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno di corso 3

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

A.A. 2014/2015

SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR ENERGY

Corso di laurea MANAGEMENT ENGINEERING - INGEGNERIA GESTIONALE

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 54.0 Ore Studio individuale: 96.0

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

A.A. 2013/2014

SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR ENERGY

Corso di laurea MANAGEMENT ENGINEERING - INGEGNERIA GESTIONALE

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 54.0 Ore Studio individuale: 96.0

Anno accademico di erogazione 2013/2014

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno di corso 1

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

Sede Lecce - Università degli Studi

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SISTEMI AVANZATI DI PROPULSIONE

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/08

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Anno di corso 2

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

Lingua ITALIANO

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO (A87)

Sede Lecce

Sono richieste conoscenze di base di Meccanica Teorica e Applicata, Meccanica delle Vibrazioni e Meccatronica. E' consigliabile aver sostenuto l'esame di Macchine ed Energetica.

Normative sulle emissioni inquinanti in ambito automotive.  Cicli di guida. Modelli di traffico.

Sistemi di propulsione tradizionale e innovativi per la trazione stradale. Cenni sulle  applicazioni navali e aeronautiche. 

Paradigmi di modellazione dei powertrain di veicoli elettrici ed ibridi.  Richiami sui motori a combustione interna.  Modellazione control-oriented. Motori elettrici. Prestazioni ed efficienza. Modellazione control-oriented. Celle a combustibile.  Principi di funzionamento, parametri di scelta e modellazione. Sistemi di accumulo dell'energia. Batterie. Principi di funzionamento, parametri di scelta e modelli.

Autonomia e prestazioni di veicoli ibridi ed elettrici.  Strategie di energy management. Ottimizzazione singolo e multi-obiettivo di powertrain ibridi.

Lo studente acquisirà conoscenze specifiche sulle problematiche di impatto ambientale da veicoli stradali e sul relativo contesto normativo nonché competenze metodologiche, tecnologiche e modellistiche sui sistemi avanzati di propulsione. Verranno fornite, inoltre, conoscenze sui criteri di scelta e sui paradigmi di modellazione dei convertitori di energia di powertrain avanzati (motori termici, motori/generatori elettrici, celle a combustibile, ecc.) nonché dei sistemi di accumulo meccanici, elettrici, pneumatici ed idraulici.  Si presenteranno le moderne tecniche di gestione energetica e ottimizzazione di tali powertrain  finalizzate alla minimizzazione del consumo e alla massimizzazione delle prestazioni.

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche con l'ausilio di software di simulazione.

La modalità di esame consiste in due prove:

- una prova scritta a risposte aperte  finalizzata a valutare le conoscenze acquisite sui contenuti del corso.

- lo svolgimento di un progetto individuale relativo al dimensionamento e/o alla modellazione e/o al controllo dei flussi energetici di un sistema avanzato di propulsione stradale. In questa prova si valuteranno le competenze acquisite dello studente e la sua capacità di applicarle ad un test case.

Il materiale didattico sarà reso disponibile sul portale formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=481) al quale gli studenti interessati possono già accedere con le proprie credenziali studente. 

Emissioni inquinanti da motori a combustione interna per il trasporto stradale: meccanismi di formazione, sistemi di abbattimento, influenza delle condizioni reali di guida. Normative sulle emissioni inquinanti da veicoli stradali.  Portable Emission Measurement Systems. Impatto ambientale dei veicoli elettrici. Approcci tank-to-wheel, well-to-wheel e Life Cycle Assessment. (2CFU)

Sistemi innovativi di propulsione: veicoli elettrici ed ibridi, veicoli alimentati a combustibile gassoso e biocarburanti. Veicoli elettrici solari. Schemi di ibridizzazione di diverse tipologie di veicoli (passenger cars, macchine movimento terra, ecc.).  Cenni sulle applicazioni della propulsione ibrida nell’ambito aeronautico e navale. Infrastrutture e tecnologie di ricarica dei veicoli Plug-in.  Città intelligenti e mobilità sostenibile. (2CFU)

Paradigmi di modellazione dei powertrain di veicoli elettrici ed ibridi. Introduzione ai software Advisor e AVL Cruise. Modelli di traffico di tipo microscopico e macroscopico. Modellazione control-oriented dei singoli convertitori di energia: motori a combustione interna, macchine elettriche, celle a combustibile. Tecniche di scaling dei convertitori di energia.  (2CFU)

Sistemi di accumulo dell'energia. Batterie, supercondensatori, volani. Sistemi di accumulo idraulico  Principi di funzionamento, parametri di scelta, modalità di ricarica e modelli elettrici equivalenti. (1CFU)

Dimensionamento ed energy management di veicoli ibridi serie e parallelo. Autonomia elettrica ed effetto degli ausiliari.  Tecniche di controllo ottimo. Ottimizzazione a più obiettivi: algoritmi genetici. Tecniche di Multi-criteria Decision Making applicate ai veicoli ibridi. Applicazione delle metodologie in ambiente Esteco-Modefrontier (2CFU)

 - Pinamonti P. “Motori, traffico e ambiente: emissioni inquinanti da Motori a Combustione Interna per autotrazione”, International Centre for Mechanical Sciences.

- Iora P. G. “Tecnologie per la mobilità sostenibile: Veicoli elettrici, ibridi e fuel cell”, Società Editrice Esculapio.

- Guzzella, Sciarretta, "Vehicle Propulsion Systems", Springer.

- Larminie J., Dicks A., “Fuel Cell Systems Explained” , Wiley.

- James Larminie, John Lowry, “Electric vehicle technology explained”, Wiley, 2012.

- Donateo, T, “Hybrid Electric Vehicles”, Intech (open access).

 

- Dispense del corso (Il materiale didattico sarà reso disponibile sul portale formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=481) al quale gli studenti interessati possono già accedere con le proprie credenziali studente).

SISTEMI AVANZATI DI PROPULSIONE (ING-IND/08)
SISTEMI ENERGETICI

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2019/2020

Anno di corso 3

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

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

È propedeutico l’esame di Fisica Tecnica

Fonti e vettori energetici

Termofluidodinamica;

Introduzione alle macchine a fluido;

Macchine idrauliche operatrici;

Sistemi per la compressione dei gas;

Impianti motore;

Motori alternativi a combustione interna.

OBIETTIVI DEL CORSO: Fornire agli studenti del corso di laurea triennale in Ingegneria Industriale conoscenze di base sui sistemi per la conversione dell'energia e i relativi componenti con particolare riferimento alle problematiche di scelta, installazione e regolazione delle macchine a fluido e alla valutazione del rendimento di conversione dei principali impianti motore.

RISULTATI DI APPRENDIMENTO:

Conoscenza e comprensione:

- conoscenza delle principali fonti e vettori energetici e loro utilizzo negli impianti energetici

- principi di combustione

- leggi della termodinamica e della fluidodinamica applicate a sistemi zero-dimensionali e 1D.

- principi di funzionamento delle macchine a fluido all'interno dei sistemi energetici 

- tipologie di pompe, ventilatori e compressori e relative modalità di regolazione

- principi di funzionamento e modalità di regolazione delle trasmissioni idrostatiche

-  cicli di riferimento,  bilanci energetici e calcolo delle prestazioni dei principali impianti motori (motori alternativi, impianti a vapore, impianti con turbina a gas)

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

- calcolare le proprietà termodinamiche dei fluidi utilizzati nei sistemi energetici

- modellare il comportamento dei sistemi energetici mediante le leggi della termodinamica, le trasformazioni politropiche dei gas perfetti e la teoria degli ugelli

- saper modellare i condotti a sezione variabile (diffusori, effusori, eiettori e iniettori) e valutarne il funzionamento fuori progetto

- stimare le perdite fluidodinamiche, termiche e meccaniche nelle macchine a fluidi e quantificarle attraverso opportuni rendimenti

- scegliere le macchine più opportune per un impianto di pompaggio, ventilazione o compressione

Autonomia di giudizio

- capacità di affrontare criticamente l'analisi di sistemi energetici reali

Abilità comunicative

- capacità di descrivere, anche mediante disegni schematici e mappe concettuali, il funzionamento delle principali macchine e dei sistemi energetici

- padroneggiare il linguaggio della comunita' scientifica italiana  e internazionale

Capacità di apprendimento

- Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche della conversione dell'energia.

- 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 (laurea magistrale) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente.

 

Lezioni frontali alla lavagna;

Risoluzione di prove d'esame anche con l'ausilio di strumenti informatici (Excel, Matlab)

Materiale multimediale;

Discussione del materiale didattico e delle prove d'esame  sul portale formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=484)

Scritto e orale

Nella prova scritta, consistente in tre o quattro esercizi numerici da svolgere in 3 ore, si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, la capacità di svolgere i calcoli e la capacità di applicare le leggi della termodinamica a sistemi reali.

Nell'esame orale si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, il grado di approfondimento e la capacità critica del candidato.

Per ogni altra informazione consultare la pagina del corso su formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=484)

Energetica

Definizioni, classificazioni e specifiche delle fonti e dei vettori energetici. La combustione.  I combustibili fossili. Bilanci di massa ed energia nei processi di combustione . 

 

Termofluidodinamica:  

introduzione e richiami di termodinamica. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni termodinamiche dei gas perfetti. Trasformazioni di espansione e compressione con scambio di lavoro. Recupero e controrecupero. Elementi di meccanica dei fluidi. Flusso negli ugelli. Tubo di Venturi, ugello de Laval, prese dinamiche, eiettori ed iniettori . Svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati .

 

Introduzione alle macchine a fluido:

Classificazione delle macchine. Scambi di lavoro nelle turbomacchine. Equazione di Eulero. Cenni sui triangoli di velocità. Cicli di lavoro delle macchine volumetriche. Perdite nelle macchine e rendimenti.

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati.

 

Macchine idrauliche operatrici:

Impianti di pompaggio e di ventilazione. Criteri di scelta e installazione delle turbopompe e dei ventilatori.Curve caratteristiche. Metodi di regolazione. Problematiche di cavitazione, pompaggio e stallo. Funzionamento e regolazione delle pompe volumetriche. Attuatori lineari e rotativi. Trasmissioni idrostatiche.

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati.

 

Sistemi per la compressione dei gas:

Criteri di scelta e installazione dei compressori. Curve caratteristiche e cenni ai fenomeni di instabilità dei turbocompressori. Studio dettagliato dei compressori volumetrici alternativi e rotativi. Metodi di regolazione. Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati.

 

Impianti motore:

Cicli di riferimento. Perdite e rendimenti. Studio dettagliato degli impianti a vapore. Analisi termodinamica ed exergetica. Cenni sul gruppo turbina. Impianti con turbina a gas, cicli combinati e cogenerativi. Parametri progettuali e di regolazione. Panoramica sui sistemi energetici innovativi per la produzione dell'energia.

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati .

 

Motori alternativi a combustione interna:

Cicli di riferimento. Classificazione e schemi costruttivi. Parametri di prestazione e curve caratteristiche. Criteri di scelta e campi di applicazione. Regolazione della potenza. Panoramica sui sistemi energetici per la propulsione e la trazione. Cenni sulle problematiche di impatto ambientale.

 Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati.

 

 Esercitazione di laboratorio:

Rilievo della curva caratteristica di una turbopompa o di un ventilatore 

  1. Catalano, Napolitano, "Elementi di Macchine operatrici a fluido", Pitagora editrice, Bologna
  2. Cornetti, Millo, "Macchine idrauliche-1", Il capitello
  3. Cornetti, Millo, "Scienze termiche e macchine a vapore-2A", Il capitello
  4. Cornetti, Millo, "Macchine a gas-2B", Il capitello
  5. Dadone, "Macchine idrauliche", CLUT
  6. Della Volpe, "Macchine", Liguori editore
  7. Ferrari, "Motori a combustione interna", Il capitello, Torino
  8. Lozza, "Turbine a gas e cicli combinati", Progetto Leonardo, Bologna
  9. V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, "Macchine a fluido",CittàStudi Edizioni
  10. Dispense e slide disponibili sul portale formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=484)
SISTEMI ENERGETICI (ING-IND/09)
TECNOLOGIE ENERGETICHE

Corso di laurea INGEGNERIA DELLE TECNOLOGIE INDUSTRIALI

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/08

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore 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 unico (A96)

Sede Lecce

Conoscenze di base della termodinamica

Il corso presenta le principali tecnologie per la conversione dell'energia in ambito industriale, propulsivo e per la produzione di energia elettrica e ne analizza i criteri di scelta e l'impatto ambientale.

 

Fornire agli studenti conoscenze  tecnologiche sulle principali macchine operatrici e motrici e sulla loro applicazione in ambito industriale, propulsivo e per la produzione di energia elettrica. Gli studenti svilupperanno le competenze necessarie ad effettuare la scelta della macchina più idonea per le diverse applicazioni nonché acquisiranno gli strumenti per una valutazione di massima dell'impatto ambientale associato all'utilizzo delle tecnologie energetiche.

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche anche mediante applicativi on-line e semplici software di calcolo.

Le conoscenze e le competenze acquisite saranno verificate mediante una prova scritta contenente esercizi e domande a risposta aperta.

Fonti energetiche, vettori e combustione.

Problematiche di generazione dell'energia elettrica.

Classificazione delle macchine e dei sistemi energetici.

Macchine operatrici e loro applicazioni. Criteri di scelta e cenni sulla regolazione. Impianti di pompaggio, ventilazione e compressione.

Impianti motori e motori alternativi: prestazioni e applicazioni. 

Impatto ambientale dei sistemi energetici.

Tecnologie per la propulsione e relativo impatto ambientale.

  1. Cornetti, Millo, "Macchine idrauliche-1", Il capitello
  2. Cornetti, Millo, "Scienze termiche e macchine a vapore-2A", Il capitello
  3. Cornetti, Millo, "Macchine a gas-2B", Il capitello
  4. Dispense a cura del docente
TECNOLOGIE ENERGETICHE (ING-IND/08)
MACCHINE

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno di corso 3

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

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

È propedeutico l’esame di Fisica Tecnica

Termofluidodinamica;

Introduzione alle macchine a fluido;

Macchine idrauliche operatrici;

Sistemi per la compressione dei gas;

Impianti motore;

Motori alternativi a combustione interna.

OBIETTIVI DEL CORSO: Fornire agli studenti del corso di laurea triennale in Ingegneria Industriale conoscenze di base sui sistemi per la conversione dell'energia e i relativi componenti con particolare riferimento alle problematiche di scelta, installazione e regolazione delle macchine a fluido e alla valutazione del rendimento di conversione dei principali impianti motore.

RISULTATI DI APPRENDIMENTO:

Conoscenza e comprensione:

- leggi della termodinamica e della fluidodinamica applicate a sistemi zero-dimensionali e 1D.

- principi di funzionamento delle macchine a fluido e la relativa classificazione

- tipologie di pompe, ventilatori e compressori e relative modalità di regolazione

- principi di funzionamento e modalità di regolazione delle trasmissioni idrostatiche

-  cicli di riferimento,  bilanci energetici e calcolo delle prestazioni dei principali impianti motori (motori alternativi, impianti a vapore, impianti con turbina a gas)

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

- calcolare le proprietà termodinamiche dei fluidi utilizzati nei sistemi energetici

- modellare il comportamento dei sistemi energetici mediante le leggi della termodinamica, le trasformazioni politropiche dei gas perfetti e la teoria degli ugelli

- saper modellare i condotti a sezione variabile (diffusori, effusori, eiettori e iniettori) e valutarne il funzionamento fuori progetto

- stimare le perdite fluidodinamiche, termiche e meccaniche nelle macchine a fluidi e quantificarle attraverso opportuni rendimenti

- scegliere le macchine più opportune per un impianto di pompaggio, ventilazione o compressione

Autonomia di giudizio

- capacità di affrontare criticamente l'analisi di sistemi energetici reali

Abilità comunicative

- capacità di descrivere, anche mediante disegni schematici e mappe concettuali, il funzionamento delle principali macchine

- padroneggiare il linguaggio della comunita' scientifica italiana  e internazionale

Capacità di apprendimento

- Gli studenti devono acquisire la capacità critica di rapportarsi, con originalità e autonomia, alle problematiche tipiche della conversione dell'energia.

- 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 (laurea magistrale) o nella più ampia prospettiva di auto-aggiornamento culturale e professionale dell'apprendimento permanente.

 

Lezioni frontali alla lavagna;

Risoluzione di prove d'esame anche con l'ausilio di strumenti informatici (Excel, Matlab)

Materiale multimediale;

Discussione del materiale didattico e delle prove d'esame  sul portale formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=484)

Scritto e orale

Nella prova scritta, consistente in tre o quattro esercizi numerici da svolgere in 3 ore, si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, la capacità di svolgere i calcoli e la capacità di applicare le leggi della termodinamica a sistemi reali.

Nell'esame orale si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, il grado di approfondimento e la capacità critica del candidato.

Termofluidodinamica:  

introduzione e richiami di termodinamica. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni termodinamiche dei gas perfetti. Trasformazioni di espansione e compressione con scambio di lavoro. Recupero e controrecupero. Elementi di meccanica dei fluidi. Flusso negli ugelli. Tubo di Venturi, ugello de Laval, prese dinamiche, eiettori ed iniettori (9 ore). Svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Introduzione alle macchine a fluido:

Classificazione delle macchine. Scambi di lavoro nelle turbomacchine. Equazione di Eulero. Cenni sui triangoli di velocità. Cicli di lavoro delle macchine volumetriche. Perdite nelle macchine e rendimenti (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Macchine idrauliche operatrici:

Impianti di pompaggio e di ventilazione. Criteri di scelta e installazione delle turbopompe e dei ventilatori.Curve caratteristiche. Metodi di regolazione. Problematiche di cavitazione, pompaggio e stallo. Funzionamento e regolazione delle pompe volumetriche. Attuatori lineari e rotativi. Trasmissioni idrostatiche (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Sistemi per la compressione dei gas:

Criteri di scelta e installazione dei compressori. Curve caratteristiche e cenni ai fenomeni di instabilità dei turbocompressori. Studio dettagliato dei compressori volumetrici alternativi e rotativi. Metodi di regolazione (9 ore). Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Impianti motore:

Cicli di riferimento. Perdite e rendimenti. Studio dettagliato degli impianti a vapore. Analisi termodinamica ed exergetica. Cenni sul gruppo turbina. Impianti con turbina a gas, cicli combinati e cogenerativi. Parametri progettuali e di regolazione. Panoramica sui sistemi energetici innovativi per la produzione dell'energia (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (6 ore).

 

Motori alternativi a combustione interna:

Cicli di riferimento. Classificazione e schemi costruttivi. Parametri di prestazione e curve caratteristiche. Criteri di scelta e campi di applicazione. Regolazione della potenza. Panoramica sui sistemi energetici per la propulsione e la trazione. Cenni sulle problematiche di impatto ambientale (9 ore).

 Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

 Esercitazione di laboratorio:

Rilievo della curva caratteristica di una turbopompa o di un ventilatore (2 ore)

  1. Catalano, Napolitano, "Elementi di Macchine operatrici a fluido", Pitagora editrice, Bologna
  2. Cornetti, Millo, "Macchine idrauliche-1", Il capitello
  3. Cornetti, Millo, "Scienze termiche e macchine a vapore-2A", Il capitello
  4. Cornetti, Millo, "Macchine a gas-2B", Il capitello
  5. Dadone, "Macchine idrauliche", CLUT
  6. Della Volpe, "Macchine", Liguori editore
  7. Ferrari, "Motori a combustione interna", Il capitello, Torino
  8. Lozza, "Turbine a gas e cicli combinati", Progetto Leonardo, Bologna
  9. V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, "Macchine a fluido",CittàStudi Edizioni
  10. Dispense e slide disponibili sul portale formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=484)
MACCHINE (ING-IND/09)
SISTEMI AVANZATI DI PROPULSIONE

Corso di laurea INGEGNERIA MECCANICA

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/08

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno di corso 2

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

Lingua ITALIANO

Percorso INGEGNERIA DEL VEICOLO (A87)

Sede Lecce

Sono richieste conoscenze di base di Meccanica Teorica e Applicata, Meccanica delle Vibrazioni e Meccatronica. E' consigliabile aver sostenuto l'esame di Macchine ed Energetica.

Normative sulle emissioni inquinanti in ambito automotive.  Cicli di guida. Modelli di traffico.

Sistemi di propulsione tradizionale e innovativi per la trazione stradale. Cenni sulle  applicazioni navali e aeronautiche. 

Paradigmi di modellazione dei powertrain di veicoli elettrici ed ibridi.  Richiami sui motori a combustione interna.  Modellazione control-oriented. Motori elettrici. Prestazioni ed efficienza. Modellazione control-oriented. Celle a combustibile.  Principi di funzionamento, parametri di scelta e modellazione. Sistemi di accumulo dell'energia. Batterie. Principi di funzionamento, parametri di scelta e modelli.

Autonomia e prestazioni di veicoli ibridi ed elettrici.  Strategie di energy management. Ottimizzazione singolo e multi-obiettivo di powertrain ibridi.

Lo studente acquisirà conoscenze specifiche sulle problematiche di impatto ambientale da veicoli stradali e sul relativo contesto normativo nonché competenze metodologiche, tecnologiche e modellistiche sui sistemi avanzati di propulsione. Verranno fornite, inoltre, conoscenze sui criteri di scelta e sui paradigmi di modellazione dei convertitori di energia di powertrain avanzati (motori termici, motori/generatori elettrici, celle a combustibile, ecc.) nonché dei sistemi di accumulo meccanici, elettrici, pneumatici ed idraulici.  Si presenteranno le moderne tecniche di gestione energetica e ottimizzazione di tali powertrain  finalizzate alla minimizzazione del consumo e alla massimizzazione delle prestazioni.

Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche con l'ausilio di software di simulazione.

La modalità di esame consiste in due prove:

- una prova scritta a risposte aperte  finalizzata a valutare le conoscenze acquisite sui contenuti del corso.

- lo svolgimento di un progetto individuale relativo al dimensionamento e/o alla modellazione e/o al controllo dei flussi energetici di un sistema avanzato di propulsione stradale. In questa prova si valuteranno le competenze acquisite dello studente e la sua capacità di applicarle ad un test case.

Il materiale didattico sarà reso disponibile sul portale formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=481) al quale gli studenti interessati possono già accedere con le proprie credenziali studente. 

Emissioni inquinanti da motori a combustione interna per il trasporto stradale: meccanismi di formazione, sistemi di abbattimento, influenza delle condizioni reali di guida. Normative sulle emissioni inquinanti da veicoli stradali.  Portable Emission Measurement Systems. Impatto ambientale dei veicoli elettrici. Approcci tank-to-wheel, well-to-wheel e Life Cycle Assessment. (2CFU)

Sistemi innovativi di propulsione: veicoli elettrici ed ibridi, veicoli alimentati a combustibile gassoso e biocarburanti. Veicoli elettrici solari. Schemi di ibridizzazione di diverse tipologie di veicoli (passenger cars, macchine movimento terra, ecc.).  Cenni sulle applicazioni della propulsione ibrida nell’ambito aeronautico e navale. Infrastrutture e tecnologie di ricarica dei veicoli Plug-in.  Città intelligenti e mobilità sostenibile. (2CFU)

Paradigmi di modellazione dei powertrain di veicoli elettrici ed ibridi. Introduzione ai software Advisor e AVL Cruise. Modelli di traffico di tipo microscopico e macroscopico. Modellazione control-oriented dei singoli convertitori di energia: motori a combustione interna, macchine elettriche, celle a combustibile. Tecniche di scaling dei convertitori di energia.  (2CFU)

Sistemi di accumulo dell'energia. Batterie, supercondensatori, volani. Sistemi di accumulo idraulico  Principi di funzionamento, parametri di scelta, modalità di ricarica e modelli elettrici equivalenti. (1CFU)

Dimensionamento ed energy management di veicoli ibridi serie e parallelo. Autonomia elettrica ed effetto degli ausiliari.  Tecniche di controllo ottimo. Ottimizzazione a più obiettivi: algoritmi genetici. Tecniche di Multi-criteria Decision Making applicate ai veicoli ibridi. Applicazione delle metodologie in ambiente Esteco-Modefrontier (2CFU)

 - Pinamonti P. “Motori, traffico e ambiente: emissioni inquinanti da Motori a Combustione Interna per autotrazione”, International Centre for Mechanical Sciences.

- Iora P. G. “Tecnologie per la mobilità sostenibile: Veicoli elettrici, ibridi e fuel cell”, Società Editrice Esculapio.

- Guzzella, Sciarretta, "Vehicle Propulsion Systems", Springer.

- Larminie J., Dicks A., “Fuel Cell Systems Explained” , Wiley.

- James Larminie, John Lowry, “Electric vehicle technology explained”, Wiley, 2012.

- Donateo, T, “Hybrid Electric Vehicles”, Intech (open access).

 

- Dispense del corso (Il materiale didattico sarà reso disponibile sul portale formazione on line (https://formazioneonline.unisalento.it/course/view.php?id=481) al quale gli studenti interessati possono già accedere con le proprie credenziali studente).

SISTEMI AVANZATI DI PROPULSIONE (ING-IND/08)
HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT

Degree course AEROSPACE ENGINEERING

Subject area ING-IND/08

Course type Laurea Magistrale

Credits 9.0

Teaching hours Ore Attività frontale: 81.0

For matriculated on 2016/2017

Year taught 2017/2018

Course year 2

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

Language INGLESE

Subject matter PERCORSO COMUNE (999)

Location Brindisi

Sufficiency in flight mechanics and aerospace propulsion. Knowledge of working principles and thermo-fluidodynamic processes of Fluid Machinery and Energy Systems

Conventional and advanced propulsion systems for aircraft

Overview

The objectives of the course is to present a unified modeling approach for conventional and advanced aircraft powertrains that takes into account the specifications and the performance of their main components (energy converters, energy storage systems, energy transformes) and the flight mechanic of the aircraft

 

Learning Outcomes; after the course the student should be able to

*Describe the working principle of propellers and internal combustion engines;

*Compare performance and fuel consumption of piston, Wankel and turbine engines in flight and at part load;

*Describe and compare conventional and advanced supercharging systems;

*Describe the advantages and disadvantages of more electric aircraft, more electric engines, hybrid electric aircraft;

* Describe the working principle and compare different technologies of electric machines and electri storage systems;

* Simulate and optimize the energy flows in advanced aircraft powertrains.

 written, project work

The exam consists of two parts  

the first part is a written test; the student is asked to illustrate one theoretical topic; it is aimed to verify to what extent the student has gained knowledge and understanding of the selected topic of the course and is able to communicate about his/her understanding;

the second part: a project works regarding the simulation and/or optimization of an advanced powertrain; it is aimed to determine to what extent the student has problem solving abilities and the capacity to integrate different concepts and tools.

Conventional and advanced propulsion systems for aircraft:  

Turboprop and piston-prop systems. Propeller theory and modeling. More Electric Aircraft. Hybrid electric aircraft. Electric flight: fuel cell systems versus battery-based powertrains (6 hours);

      Engines for aircraft:    

Theory and modeling of piston, wankel and gas turbine engines. Effect of load and altitude on the performance of internal combustion engines. Conventional and advanced turbocharging systems. Performance maps of engines and propellers. Willan’s line scaling model. (21 hours). Solution to assigned problems with computer based techniques (10 hours).

Electric machines:

Classifications, performance maps, simplified models. (6 hours)

      Secondary storage systems:

Battery and supercapacitor. Energy and power densities, nominal capacity, life cycles. Simplified models. Other storage systems. (6 hours)

      Energy management strategies:

Charge depleting and charge sustaining. Supervisory controllers for series and parallel hybrid electric power systems.  (6 hours)

      Modeling and optimization of advanced powetrains

Backward and forward paradigms. Optimization methods and tools. Evolutionary algorithms for single-objective, multi-objective and many-objective optimization (9 hours). Homework (18 hours).

[1] Handouts (intranet.unisalento.it).

[2] Saeed Farokhi, "Aircraft Propulsion", Wiley

 [3] Guzzella, Sciarretta, "Vehicle Propulsion Systems", Springer

[4] Heywood, "Internal Combustion Engines Fundamentals", McGraw-Hill

[5] Pilot’s Handbook of Aeronautical knowledge, chapter 7 (Aircraft Systems)

HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT (ING-IND/08)
MACCHINE

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/08

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno di corso 3

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

Lingua ITALIANO

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce

È propedeutico l’esame di Fisica Tecnica

Termofluidodinamica;

Introduzione alle macchine a fluido;

Macchine idrauliche operatrici;

Sistemi per la compressione dei gas;

Impianti motore;

Motori alternativi a combustione interna.

OBIETTIVI DEL CORSO: Fornire agli studenti del corso di laurea triennale in Ingegneria Industriale conoscenze di base sui sistemi per la conversione dell'energia e i relativi componenti con particolare riferimento alle problematiche di scelta, installazione e regolazione delle macchine a fluido e alla valutazione del rendimento di conversione dei principali impianti motore.

RISULTATI DI APPRENDIMENTO:

 

Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di:

- conoscere i principi di funzionamento delle macchine a fluido e la relativa classificazione

- calcolare le proprietà termodinamiche dei fluidi utilizzati nei sistemi energetici

- modellare il comportamento dei sistemi energetici mediante le leggi della termodinamica, le trasformazioni politropiche dei gas perfetti e la teoria degli ugelli

- conoscere le applicazioni dei condotti a sezione variabile (diffusori, effusori, eiettori e iniettori) e valutarne il funzionamento fuori progetto

- conoscere le perdite fluidodinamiche, termiche e meccaniche nelle macchine a fluidi e quantificarle attraverso opportuni rendimenti;

- conoscere le diverse tipologie di pompe, ventilatori e compressori e le relative modalità di regolazione

- scegliere le macchine più opportune per un impianto di pompaggio, ventilazione o compressione.

- conoscere i principi di funzionamento e le modalità di regolazione delle trasmissioni idrostatiche

- conoscere i cicli di riferimento, effettuare bilanci energetici e calcolare le prestazioni dei principali impianti motori (motori alternativi, impianti a vapore, impianti con turbina a gas)

Lezioni frontali alla lavagna;

Risoluzione di prove d'esame anche con l'ausilio di strumenti informatici (Excel, Matlab)

Materiale multimediale;

Discussione del materiale didattico e delle prove d'esame mediante il servizio Forum dell'area Intranet.

Scritto e orale

Nella prova scritta, consistente in tre o quattro esercizi numerici da svolgere in 3 ore, si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, la capacità di svolgere i calcoli e la capacità di applicare le leggi della termodinamica a sistemi reali.

Nell'esame orale si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, il grado di approfondimento e la capacità critica del candidato.

Termofluidodinamica:  

introduzione e richiami di termodinamica. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni termodinamiche dei gas perfetti. Trasformazioni di espansione e compressione con scambio di lavoro. Recupero e controrecupero. Elementi di meccanica dei fluidi. Flusso negli ugelli. Tubo di Venturi, ugello de Laval, prese dinamiche, eiettori ed iniettori.(9 ore). Svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Introduzione alle macchine a fluido:

Classificazione delle macchine. Scambi di lavoro nelle turbomacchine. Equazione di Eulero. Cenni sui triangoli di velocità. Cicli di lavoro delle macchine volumetriche. Perdite nelle macchine e rendimenti (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Macchine idrauliche operatrici:

Impianti di pompaggio e di ventilazione. Criteri di scelta e installazione delle turbopompe e dei ventilatori.Curve caratteristiche. Metodi di regolazione. Funzionamento e regolazione delle pompe volumetriche. Attuatori lineari e rotativi. Trasmissioni idrostatiche (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Sistemi per la compressione dei gas:

Criteri di scelta e installazione dei compressori. Curve caratteristiche e cenni ai fenomeni di instabilità dei turbocompressori. Studio dettagliato dei compressori volumetrici alternativi e rotativi. Metodi di regolazione (9 ore). Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Impianti motore:

Cicli di riferimento. Perdite e rendimenti. Studio dettagliato degli impianti a vapore. Analisi termodinamica ed exergetica. Cenni sul gruppo turbina. Impianti con turbina a gas, cicli combinati e cogenerativi. Parametri progettuali e di regolazione. Panoramica sui sistemi energetici innovativi per la produzione dell'energia (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (6 ore).

 

Motori alternativi a combustione interna:

Cicli di riferimento. Classificazione e schemi costruttivi. Parametri di prestazione e curve caratteristiche. Criteri di scelta e campi di applicazione. Regolazione della potenza. Panoramica sui sistemi energetici per la propulsione e la trazione. Cenni sulle problematiche di impatto ambientale (9 ore).

 Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

 Esercitazione di laboratorio:

Rilievo della curva caratteristica di una turbopompa o di un ventilatore (2 ore)

  1. Catalano, Napolitano, "Elementi di Macchine operatrici a fluido", Pitagora editrice, Bologna
  2. Cornetti, Millo, "Macchine idrauliche-1", Il capitello
  3. Cornetti, Millo, "Scienze termiche e macchine a vapore-2A", Il capitello
  4. Cornetti, Millo, "Macchine a gas-2B", Il capitello
  5. Dadone, "Macchine idrauliche", CLUT
  6. Della Volpe, "Macchine", Liguori editore
  7. Ferrari, "Motori a combustione interna", Il capitello, Torino
  8. Lozza, "Turbine a gas e cicli combinati", Progetto Leonardo, Bologna
  9. V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, "Macchine a fluido",CittàStudi Edizioni
  10. Dispense e slide disponibili nell’area intranet ( https://intranet.unisalento.it)
MACCHINE (ING-IND/08)
HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/08

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0 Ore Studio individuale: 144.0

Per immatricolati nel 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno di corso 2

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2017 al 02/06/2017)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede BRINDISI

Sufficiency in flight mechanics and aerospace propulsion. Knowledge of working principles and thermo-fluidodynamic processes of Fluid Machinery and Energy Systems

Conventional and advanced propulsion systems for aircraft

Overview

The objectives of the course is to present a unified modeling approach for conventional and advanced aircraft powertrains that takes into account the specifications and the performance of their main components (energy converters, energy storage systems, energy transformes) and the flight mechanic of the aircraft

 

Learning Outcomes; after the course the student should be able to

*Describe the working principle of propellers and internal combustion engines;

*Compare performance and fuel consumption of piston, Wankel and turbine engines in flight and at part load;

*Describe and compare conventional and advanced supercharging systems;

*Describe the advantages and disadvantages of more electric aircraft, more electric engines, hybrid electric aircraft;

* Describe the working principle and compare different technologies of electric machines and electri storage systems;

* Simulate and optimize the energy flows in advanced aircraft powertrains.

 written, project work

The exam consists of two parts  

the first part is a written test; the student is asked to illustrate one theoretical topic; it is aimed to verify to what extent the student has gained knowledge and understanding of the selected topic of the course and is able to communicate about his/her understanding;

the second part: a project works regarding the simulation and/or optimization of an advanced powertrain; it is aimed to determine to what extent the student has problem solving abilities and the capacity to integrate different concepts and tools.

Conventional and advanced propulsion systems for aircraft:  

Turboprop and piston-prop systems. Propeller theory and modeling. More Electric Aircraft. Hybrid electric aircraft. Electric flight: fuel cell systems versus battery-based powertrains (6 hours);

      Engines for aircraft:    

Theory and modeling of piston, wankel and gas turbine engines. Effect of load and altitude on the performance of internal combustion engines. Conventional and advanced turbocharging systems. Performance maps of engines and propellers. Willan’s line scaling model. (21 hours). Solution to assigned problems with computer based techniques (10 hours).

Electric machines:

Classifications, performance maps, simplified models. (6 hours)

      Secondary storage systems:

Battery and supercapacitor. Energy and power densities, nominal capacity, life cycles. Simplified models. Other storage systems. (6 hours)

      Energy management strategies:

Charge depleting and charge sustaining. Supervisory controllers for series and parallel hybrid electric power systems.  (6 hours)

      Modeling and optimization of advanced powetrains

Backward and forward paradigms. Optimization methods and tools. Evolutionary algorithms for single-objective, multi-objective and many-objective optimization (9 hours). Homework (18 hours).

[1] Handouts (intranet.unisalento.it).

[2] Saeed Farokhi, "Aircraft Propulsion", Wiley

 [3] Guzzella, Sciarretta, "Vehicle Propulsion Systems", Springer

[4] Heywood, "Internal Combustion Engines Fundamentals", McGraw-Hill

[5] Pilot’s Handbook of Aeronautical knowledge, chapter 7 (Aircraft Systems)

HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT (ING-IND/08)
MACCHINE

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0 Ore Studio individuale: 144.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno di corso 3

Semestre Secondo Semestre (dal 01/03/2017 al 02/06/2017)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

È propedeutico l’esame di Fisica Tecnica

Termofluidodinamica;

Introduzione alle macchine a fluido;

Macchine idrauliche operatrici;

Sistemi per la compressione dei gas;

Impianti motore;

Motori alternativi a combustione interna.

OBIETTIVI DEL CORSO: Fornire agli studenti del corso di laurea triennale in Ingegneria Industriale conoscenze di base sui sistemi per la conversione dell'energia e i relativi componenti con particolare riferimento alle problematiche di scelta, installazione e regolazione delle macchine a fluido e alla valutazione del rendimento di conversione dei principali impianti motore.

RISULTATI DI APPRENDIMENTO:

 

Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di:

- conoscere i principi di funzionamento delle macchine a fluido e la relativa classificazione

- calcolare le proprietà termodinamiche dei fluidi utilizzati nei sistemi energetici

- modellare il comportamento dei sistemi energetici mediante le leggi della termodinamica, le trasformazioni politropiche dei gas perfetti e la teoria degli ugelli

- conoscere le applicazioni dei condotti a sezione variabile (diffusori, effusori, eiettori e iniettori) e valutarne il funzionamento fuori progetto

- conoscere le perdite fluidodinamiche, termiche e meccaniche nelle macchine a fluidi e quantificarle attraverso opportuni rendimenti;

- conoscere le diverse tipologie di pompe, ventilatori e compressori e le relative modalità di regolazione

- scegliere le macchine più opportune per un impianto di pompaggio, ventilazione o compressione.

- conoscere i principi di funzionamento e le modalità di regolazione delle trasmissioni idrostatiche

- conoscere i cicli di riferimento, effettuare bilanci energetici e calcolare le prestazioni dei principali impianti motori (motori alternativi, impianti a vapore, impianti con turbina a gas)

Lezioni frontali alla lavagna;

Risoluzione di prove d'esame anche con l'ausilio di strumenti informatici (Excel, Matlab)

Materiale multimediale;

Discussione del materiale didattico e delle prove d'esame mediante il servizio Forum dell'area Intranet.

Scritto e orale

Nella prova scritta, consistente in tre o quattro esercizi numerici da svolgere in 3 ore, si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, la capacità di svolgere i calcoli e la capacità di applicare le leggi della termodinamica a sistemi reali.

Nell'esame orale si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, il grado di approfondimento e la capacità critica del candidato.

Termofluidodinamica:  

introduzione e richiami di termodinamica. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni termodinamiche dei gas perfetti. Trasformazioni di espansione e compressione con scambio di lavoro. Recupero e controrecupero. Elementi di meccanica dei fluidi. Flusso negli ugelli. Tubo di Venturi, ugello de Laval, prese dinamiche, eiettori ed iniettori.(9 ore). Svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Introduzione alle macchine a fluido:

Classificazione delle macchine. Scambi di lavoro nelle turbomacchine. Equazione di Eulero. Cenni sui triangoli di velocità. Cicli di lavoro delle macchine volumetriche. Perdite nelle macchine e rendimenti (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Macchine idrauliche operatrici:

Impianti di pompaggio e di ventilazione. Criteri di scelta e installazione delle turbopompe e dei ventilatori.Curve caratteristiche. Metodi di regolazione. Funzionamento e regolazione delle pompe volumetriche. Attuatori lineari e rotativi. Trasmissioni idrostatiche (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Sistemi per la compressione dei gas:

Criteri di scelta e installazione dei compressori. Curve caratteristiche e cenni ai fenomeni di instabilità dei turbocompressori. Studio dettagliato dei compressori volumetrici alternativi e rotativi. Metodi di regolazione (9 ore). Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Impianti motore:

Cicli di riferimento. Perdite e rendimenti. Studio dettagliato degli impianti a vapore. Analisi termodinamica ed exergetica. Cenni sul gruppo turbina. Impianti con turbina a gas, cicli combinati e cogenerativi. Parametri progettuali e di regolazione. Panoramica sui sistemi energetici innovativi per la produzione dell'energia (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (6 ore).

 

Motori alternativi a combustione interna:

Cicli di riferimento. Classificazione e schemi costruttivi. Parametri di prestazione e curve caratteristiche. Criteri di scelta e campi di applicazione. Regolazione della potenza. Panoramica sui sistemi energetici per la propulsione e la trazione. Cenni sulle problematiche di impatto ambientale (9 ore).

 Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

 Esercitazione di laboratorio:

Rilievo della curva caratteristica di una turbopompa o di un ventilatore (2 ore)

  1. Catalano, Napolitano, "Elementi di Macchine operatrici a fluido", Pitagora editrice, Bologna
  2. Cornetti, Millo, "Macchine idrauliche-1", Il capitello
  3. Cornetti, Millo, "Scienze termiche e macchine a vapore-2A", Il capitello
  4. Cornetti, Millo, "Macchine a gas-2B", Il capitello
  5. Dadone, "Macchine idrauliche", CLUT
  6. Della Volpe, "Macchine", Liguori editore
  7. Ferrari, "Motori a combustione interna", Il capitello, Torino
  8. Lozza, "Turbine a gas e cicli combinati", Progetto Leonardo, Bologna
  9. V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, "Macchine a fluido",CittàStudi Edizioni
  10. Dispense e slide disponibili nell’area intranet ( https://intranet.unisalento.it)
MACCHINE (ING-IND/09)
HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/08

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 81.0 Ore Studio individuale: 144.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno di corso 2

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

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede BRINDISI

Sufficiency in flight mechanics and aerospace propulsion. Knowledge of working principles and thermo-fluidodynamic processes of Fluid Machinery and Energy Systems

Conventional and advanced propulsion systems for aircraft

Overview

The objectives of the course is to present a unified modeling approach for conventional and advanced aircraft powertrains that takes into account the specifications and the performance of their main components (energy converters, energy storage systems, energy transformes) and the flight mechanic of the aircraft

 

Learning Outcomes; after the course the student should be able to

*Describe the working principle of propellers and internal combustion engines;

*Compare performance and fuel consumption of piston, Wankel and turbine engines in flight and at part load;

*Describe and compare conventional and advanced supercharging systems;

*Describe the advantages and disadvantages of more electric aircraft, more electric engines, hybrid electric aircraft;

* Describe the working principle and compare different technologies of electric machines and electri storage systems;

* Simulate and optimize the energy flows in advanced aircraft powertrains.

 written, project work

The exam consists of two parts  

the first part is a written test; the student is asked to illustrate one theoretical topic; it is aimed to verify to what extent the student has gained knowledge and understanding of the selected topic of the course and is able to communicate about his/her understanding;

the second part: a project works regarding the simulation and/or optimization of an advanced powertrain; it is aimed to determine to what extent the student has problem solving abilities and the capacity to integrate different concepts and tools.

Conventional and advanced propulsion systems for aircraft:  

Turboprop and piston-prop systems. Propeller theory and modeling. More Electric Aircraft. Hybrid electric aircraft. Electric flight: fuel cell systems versus battery-based powertrains (6 hours);

      Engines for aircraft:    

Theory and modeling of piston, wankel and gas turbine engines. Effect of load and altitude on the performance of internal combustion engines. Conventional and advanced turbocharging systems. Performance maps of engines and propellers. Willan’s line scaling model. (21 hours). Solution to assigned problems with computer based techniques (10 hours).

Electric machines:

Classifications, performance maps, simplified models. (6 hours)

      Secondary storage systems:

Battery and supercapacitor. Energy and power densities, nominal capacity, life cycles. Simplified models. Other storage systems. (6 hours)

      Energy management strategies:

Charge depleting and charge sustaining. Supervisory controllers for series and parallel hybrid electric power systems.  (6 hours)

      Modeling and optimization of advanced powetrains

Backward and forward paradigms. Optimization methods and tools. Evolutionary algorithms for single-objective, multi-objective and many-objective optimization (9 hours). Homework (18 hours).

[1] Handouts (intranet.unisalento.it).

[2] Saeed Farokhi, "Aircraft Propulsion", Wiley

 [3] Guzzella, Sciarretta, "Vehicle Propulsion Systems", Springer

[4] Heywood, "Internal Combustion Engines Fundamentals", McGraw-Hill

[5] Pilot’s Handbook of Aeronautical knowledge, chapter 7 (Aircraft Systems)

HYBRID ELECTRIC AIRCRAFT (ING-IND/08)
MACCHINE

Corso di laurea INGEGNERIA INDUSTRIALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/08

Tipo corso di studio Laurea

Crediti 9.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 78.0 Ore Studio individuale: 147.0

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

È propedeutico l’esame di Fisica Tecnica

Termofluidodinamica;

Introduzione alle macchine a fluido;

Macchine idrauliche operatrici;

Sistemi per la compressione dei gas;

Impianti motore;

Motori alternativi a combustione interna.

OBIETTIVI DEL CORSO: Fornire agli studenti del corso di laurea triennale in Ingegneria Industriale conoscenze di base sui sistemi per la conversione dell'energia e i relativi componenti con particolare riferimento alle problematiche di scelta, installazione e regolazione delle macchine a fluido e alla valutazione del rendimento di conversione dei principali impianti motore.

RISULTATI DI APPRENDIMENTO:

 

Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di:

- conoscere i principi di funzionamento delle macchine a fluido e la relativa classificazione

- calcolare le proprietà termodinamiche dei fluidi utilizzati nei sistemi energetici

- modellare il comportamento dei sistemi energetici mediante le leggi della termodinamica, le trasformazioni politropiche dei gas perfetti e la teoria degli ugelli

- conoscere le applicazioni dei condotti a sezione variabile (diffusori, effusori, eiettori e iniettori) e valutarne il funzionamento fuori progetto

- conoscere le perdite fluidodinamiche, termiche e meccaniche nelle macchine a fluidi e quantificarle attraverso opportuni rendimenti;

- conoscere le diverse tipologie di pompe, ventilatori e compressori e le relative modalità di regolazione

- scegliere le macchine più opportune per un impianto di pompaggio, ventilazione o compressione.

- conoscere i principi di funzionamento e le modalità di regolazione delle trasmissioni idrostatiche

- conoscere i cicli di riferimento, effettuare bilanci energetici e calcolare le prestazioni dei principali impianti motori (motori alternativi, impianti a vapore, impianti con turbina a gas)

Lezioni frontali alla lavagna;

Risoluzione di prove d'esame anche con l'ausilio di strumenti informatici (Excel, Matlab)

Materiale multimediale;

Discussione del materiale didattico e delle prove d'esame mediante il servizio Forum dell'area Intranet.

Scritto e orale

Nella prova scritta, consistente in tre o quattro esercizi numerici da svolgere in 3 ore, si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, la capacità di svolgere i calcoli e la capacità di applicare le leggi della termodinamica a sistemi reali.

Nell'esame orale si valuterà la conoscenza degli argomenti del corso, il grado di approfondimento e la capacità critica del candidato.

Termofluidodinamica:  

introduzione e richiami di termodinamica. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni termodinamiche dei gas perfetti. Trasformazioni di espansione e compressione con scambio di lavoro. Recupero e controrecupero. Elementi di meccanica dei fluidi. Flusso negli ugelli. Tubo di Venturi, ugello de Laval, prese dinamiche, eiettori ed iniettori.(9 ore). Svolgimento di esercizi sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Introduzione alle macchine a fluido:

Classificazione delle macchine. Scambi di lavoro nelle turbomacchine. Equazione di Eulero. Cenni sui triangoli di velocità. Cicli di lavoro delle macchine volumetriche. Perdite nelle macchine e rendimenti (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Macchine idrauliche operatrici:

Impianti di pompaggio e di ventilazione. Criteri di scelta e installazione delle turbopompe e dei ventilatori.Curve caratteristiche. Metodi di regolazione. Funzionamento e regolazione delle pompe volumetriche. Attuatori lineari e rotativi. Trasmissioni idrostatiche (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Sistemi per la compressione dei gas:

Criteri di scelta e installazione dei compressori. Curve caratteristiche e cenni ai fenomeni di instabilità dei turbocompressori. Studio dettagliato dei compressori volumetrici alternativi e rotativi. Metodi di regolazione (9 ore). Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

Impianti motore:

Cicli di riferimento. Perdite e rendimenti. Studio dettagliato degli impianti a vapore. Analisi termodinamica ed exergetica. Cenni sul gruppo turbina. Impianti con turbina a gas, cicli combinati e cogenerativi. Parametri progettuali e di regolazione. Panoramica sui sistemi energetici innovativi per la produzione dell'energia (9 ore).

Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (6 ore).

 

Motori alternativi a combustione interna:

Cicli di riferimento. Classificazione e schemi costruttivi. Parametri di prestazione e curve caratteristiche. Criteri di scelta e campi di applicazione. Regolazione della potenza. Panoramica sui sistemi energetici per la propulsione e la trazione. Cenni sulle problematiche di impatto ambientale (9 ore).

 Svolgimento di esercizi e prove d’esame sugli argomenti trattati (4 ore).

 

 Esercitazione di laboratorio:

Rilievo della curva caratteristica di una turbopompa o di un ventilatore (2 ore)

  1. Catalano, Napolitano, "Elementi di Macchine operatrici a fluido", Pitagora editrice, Bologna
  2. Cornetti, Millo, "Macchine idrauliche-1", Il capitello
  3. Cornetti, Millo, "Scienze termiche e macchine a vapore-2A", Il capitello
  4. Cornetti, Millo, "Macchine a gas-2B", Il capitello
  5. Dadone, "Macchine idrauliche", CLUT
  6. Della Volpe, "Macchine", Liguori editore
  7. Ferrari, "Motori a combustione interna", Il capitello, Torino
  8. Lozza, "Turbine a gas e cicli combinati", Progetto Leonardo, Bologna
  9. V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, "Macchine a fluido",CittàStudi Edizioni
  10. Dispense e slide disponibili nell’area intranet ( https://intranet.unisalento.it)
MACCHINE (ING-IND/08)
SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR ENERGY

Corso di laurea MANAGEMENT ENGINEERING - INGEGNERIA GESTIONALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 54.0 Ore Studio individuale: 96.0

Per immatricolati nel 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 29/09/2014 al 13/01/2015)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR ENERGY (ING-IND/09)
SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR ENERGY

Corso di laurea MANAGEMENT ENGINEERING - INGEGNERIA GESTIONALE

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/09

Tipo corso di studio Laurea Magistrale

Crediti 6.0

Ripartizione oraria Ore Attività frontale: 54.0 Ore Studio individuale: 96.0

Per immatricolati nel 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2013/2014

Anno di corso 1

Semestre Primo Semestre (dal 30/09/2013 al 21/12/2013)

Lingua

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

Sede Lecce - Università degli Studi

SYSTEMS AND TECHNOLOGIES FOR ENERGY (ING-IND/09)

Tesi

Un elenco delle tesi di cui sono state relatrice e correlatrice  è disponibile qui: 

https://sites.google.com/site/tdonateo74/

Pubblicazioni

Per le pubblicazioni consultare i miei profili:

- ORCID

- RESEARCH GATE

- GOOGLE SCHOLAR

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Temi di ricerca

  1. Sviluppo di modelli per la simulazione numerica di motori diesel ad iniezione diretta;
  2. Sviluppo e test di algoritmi genetici per ottimizzazione a più obiettivi;
  3. Applicazione dei modelli e degli algoritmi sviluppati a problemi motoristici ed energetici;
  4. Metodologia automatica per l’ottimizzazione della camera di combustione in motori diesel ad iniezione diretta;
  5. Modellizzazione dei fenomeni di accensione e di formazione delle sostanze inquinanti nei motori HCCI.
  6. Simulazione e del controllo di powertrain ibridi con motori a combustione interna o celle a combustibile
  7. iniezione diretta;
  8. Modellizzazione dei fenomeni di combustione nei motori dual fuel
  9. Modellazione e ottimizzazione di architetture MEA e Hybrid ELECTRIC in applicazioni aeronautiche (ala mobile e rotante)