2022/2023 - Impianti Industriali - Prof.ssa Tornese
2021/2022 - Sistemi Energetici e Propulsivi - Prof. Ficarella
Pre-Requisiti del corso
Conoscenze delle leggi fondamentali
della meccanica e della termodinamica.
Conoscenze di analisi matematica (derivate, integrali) e elementi di base di chimica.
Per le propedeuticità obbligatorie si rimanda al regolamento del corso.
Obiettivi
del corso
Conoscenza e capacità di
comprensione
- Conoscenza delle applicazioni della termofluidodinamica alle macchine a fluido.
- Conoscenza delle principali caratteristiche costruttive e prestazionali delle macchine a fluido e dei sistemi energetici.
- Conoscenza dei sistemi energetici innovativi e rinnovabili.
- Conoscenza delle problematiche ambientali legate alle macchine a fluido e ai sistemi energetici.
- Conoscenza dei principi dell'energetica industriale.
- Conoscenza sommaria della terminologia tecnica specifica in lingua inglese.
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
- Capacità di impostare la progettazione di massima di una macchina a fluido e di un sistema energetico.
- Capacità di analizzare i dati sperimentali relativi al funzionamento di un sistema energetico.
Autonomia di giudizio
- Capacità di individuare le possibili ottimizzazioni delle prestazioni energetiche e ambientali dei sistemi energetici.
Abilità comunicative (communication skills)
- Capacità di comunicare gli aspetti tecnici rilevanti ai responsabili della progettazione, del collaudo, della conduzione e della manutenzione.
Capacità di apprendere
- Capacità di interpretare documenti tecnici specifici riguardati le macchine a fluido e i sistemi energetici.
- Capacità di intraprendere studi specialistici più avanzati con autonomia.
PARTE
1a - Sistemi energetici
Proprietà termodinamiche dei
fluidi, il principio di conservazione dell'energia applicato alle
macchine a fluido, il principio di conservazione dell'energia nel
sistema di riferimento relativo, moto in condotti a sezione
variabile. [Macchine
a Fluido cap. 2, 6.1, 6.2, 6.3]
[dispensa
Termodinamica-MacchineR08C*].
Criteri di classificazione e
principi di funzionamento delle macchine a fluido; Macchine
volumetriche e dinamiche. Rendimenti delle macchine a fluido e degli
impianti. [Macchine
a Fluido cap. 2] [Della
Volpe cap. III e IV]
Energy Systems, The Energy Cycle,
Closed Cycles of Energy Resources.
[Orecchini cap. I*, dispensa ESEnergySystemsR00].
Energy Resources, Definition of
Energy Potential, The Earth’s Energy Balance, Renewable Sources,
Non-renewable Energy Sources. [Orecchini
cap. II*, dispensa ESEnergyResourcesR00].
Cenni di Analisi termodinamica
dei processi industriali. [dispensa
Exergy*].
PARTE
2a - Macchine e impianti di conversione e trasformazione dell'energia
Pompe. Parametri di
funzionamento, rendimento, curve caratteristiche, punto curve e
stabilità di funzionamento, cavitazione, portata minima,
accoppiamento regolazione e avviamento, pompe centrifughe, assiali,
volumetriche. [Macchine
a Fluido cap. 4]
[Della
Volpe cap. XIV]
Compressori. Compressori
dinamici, compressori centrifughi, parametri di funzionamento,
prestazioni e curve caratteristiche, compressori assiali. Tipologie e
applicazioni dei compressori centrifughi. Compressori volumetrici,
alternativi e rotativi. [Macchine
a Fluido cap. 7] [Della
Volpe cap. XI, XII.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, XIII]
Regolazione dei turbocompressori, variazione della velocità angolare, laminazione all'aspirazione, laminazione allo scarico, bypass, variazione calettamento pale. Regolazione dei compressori volumetrici. [dispensa Termodinamica-MacchineR08C*]
Ventilatori e loro prestazioni, caratteristiche dei ventilatori, punto di funzionamento, pressione statica e dinamica, tipologia dei ventilatori (ventilatori assiali, elicoidali, centrifughi), confronto delle prestazioni. [Macchine a Fluido cap. 4.6] [dispensa Termodinamica-MacchineR08C*]
Generatori di vapore. Caldaie a
tubi di fumo e tubi di acqua, rendimenti. Impianti motore a vapore.
Cicli e schemi di impianti, metodi per aumentare il rendimenti.
Turbine a vapore, applicazioni e regolazione. [Macchine
a Fluido cap. 8, 9, 11] [Della
Volpe cap. VI.1, 2, 3, 4, 7 e V.1, 2, 3, no 3.1, 3.2, 3.3]
Impianti motore con turbina a
gas. Generalità, analisi del ciclo ideale e reale, metodi per
aumentare il rendimento, caratteristiche generali degli impianti,
classificazione e campi di applicazione delle turbine a gas, impianti
a ciclo combinato. [Macchine
a Fluido cap. 8, 10, 11] [Della
Volpe cap. VII.1, 2, 3, 4, 5, 6, 10]
[dispensa
propDESIGNPR02]
Motori alternativi a
combustione interna. Classificazione, cicli ideali e reali, potenza e
curve caratteristiche, prestazioni, combustibili, alimentazione,
regolazione, sovralimentazione, emissioni inquinanti, sistemi per
ridurre le emissioni inquinanti. [Macchine
a Fluido cap. 13, 14] [Della
Volpe ed. 2011 cap. VIII.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 no
sottoparagrafi, 11, 12, 13, 14, 17, 18 , 19, 20, 21]
Wind power plant, photo-voltaic
plants, fuel cells. Compression heap pump, absorption heat pumps.
[Orecchini
cap. 4.2.1.2, 4.2.2.1, 4.2.3.4, 4.2.9.1, 4.3.2.1*, dispensa
ESEnergyConversionR02B]
Distribuited generation,
Cogeneration. [Orecchini
cap. 5*, dispensa ESDistributedGenerationR00]
Controllo della combustione e delle
emissioni inquinanti. Controllo dell'inquinamento durante la
combustione, caldaie a letto fluido, bruciatori a basse emissioni di NOx, Filtri elettrostatici e a
maniche, desolforazione dei fumi (a secco, a umido, a recupero). [dispensa macchineCombContrR00]
Esercitazioni
Esercitazioni
sulla impostazione dei calcoli per la valutazione delle prestazioni
di macchine a fluido e sistemi energetici.
Laboratorio
Esperienze
di laboratorio per l'analisi dei dati sperimentali sul funzionamento
di vari tipi di macchine a fluido.
Modalità d'esame
L'esame consiste in una prova scritta e un colloquio orale. La prova scritta consiste in alcuni esercizi per verificare la capacità di impostare i modelli per la valutazione delle prestazioni delle macchine a fluido e dei sistemi energetici. Le tracce delle precedenti prove scritte sono disponibili in:
https://drive.google.com/open?id=1oxKlKnu8_jIA0VZichpz2QMlEZclQHo1
Durante la prova scritta è possibile usare i libri di testo ma non materiale relativo allo svolgimento di esercizi. L'esito della prova scritta sarà ritenuto valido solo per la sessione di esami in cui la prova stessa è stata svolta.
Nel caso di svolgimento di esame in remoto, ci sarà solo la prova orale preceduta dalla impostazione di alcuni esercizi con le caratteristiche prima viste.
La prova scritta potrà essere sostituita dal superamento di prove parziali svolte durante il corso.
La prova orale consiste nella discussione dello svolgimento della prova scritta e in una serie di domande sugli argomenti previsti nel programma del corso per la valutazione delle conoscenze acquisite sui principi di funzionamento delle macchine e sistemi energetici e sulle loro prestazioni.
LIBRI DI TESTO
Macchine a fluido, Angelo Onorati, Vincenzo Dossena, Giancarlo Ferrari, Paolo Gaetani, Gianluca Montenegro, Giacomo Persico, Editore CittàStudi, 2020, ISBN 9788825174311.
Energy Systems in the Era of Energy Vectors, Orecchini Fabio, Naso Vincenzo, Springer (https://link.springer.com/book/10.1007/978-0-85729-244-5).
Renato Della Volpe, Macchine, Liguori Editore (http://www.liguori.it/schedanew.asp?isbn=4972&vedi=testoebook#ebook) - può essere acquistata versione online.
Ferrari - Hydraulic and Thermal Machines di Progetto Leonardo (https://bookshop.editrice-esculapio.com/products/ferrari-hydraulic-thermal-machines).
V. Dossena, G. Ferrari, P. Gaetani, G. Montenegro, A. Onorati, G. Persico, Macchine a fluido, CittàStudiEdizioni, 2015. [http://www.cittastudi.it/catalogo/ingegneria/macchine-a-fluido-3547]
Renato Della Volpe, Esercizi di macchine, Liguori Editore.
Dispense reperibili nei seguenti siti (richiedere ulteriori dispense al docente):
https://www.unisalento.it/scheda-utente/-/people/antonio.ficarella
https://drive.google.com/open?id=1tokNwKFcl5afDaKEh4ZpaBaYvcmeSXle
ULTERIORE BIBLIOGRAFIA
A. Dadone, Introduzione e complementi di macchine termiche ed idrauliche, Ed. CLUT, Torino.
Macchi, "Termofluidodinamica applicata alle macchine", CLUP.
Capetti A., Compressori di gas, Giorgio.
Daly, "Tecnica della ventilazione", Ed. Woods Italiana.
Elliott, "Powerplant engineering", McGrawHill Publishing Company.
"Diesel Engine Management", SAE International, www.sae.org.
Boyce, "Handbook for cogeneration and combined cycle power plants", ASME Press, www.asme.org.
Afgan, Carvalho, "Sustainable assessment method for energy systems", Kluver Academic Publisher, www.wkap.nl.
Internal Combustion Engine Fundamentals, John B. Heywood, McGraw Hill.