facoltà di
INGEGNERIA
salita Sperone 31 98166 S. Agata - Messina
web: http://ww2.unime.it/ingegneria
CORSO di LAUREA in
INGEGNERIA DEI MATERIALI

Presidente : Prof. Antonino Valenza


MACCHINE

PROGRAMMA

DIARIO di ESAMI

ORARIO delle LEZIONI

PRENOTAZIONI ESAMI


PROGRAMMA di:
MACCHINE

Corso di Laurea in: INGEGNERIA dei MATERIALI
A. A. 2000-2001
Docente: Prof. Ing. Gaetano Cacciola
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Introduzione al corso di macchine
Fonti energetiche, Trasformazione e distribuzione dell’energia, Efficienza delle tecnologie energetiche, Il costo energetico dei materiali, Un quadro di riferimento mondiale, Impatto ambientale della produzione di Energia, Situazione e prospettive dell’energia in Italia

Generalità sulle macchine
Classificazione generale degli impianti e delle macchine a fluido, Principi di funzionamento di una macchina volumetrica, Principi di funzionamento di una macchina dinamica, Triangoli di velocità, Equazione di Eulero, Rendimenti, Teoria della similitudine, coefficienti adimensionali, Diagramma di Balje.

Generalità sulle macchine a fluido comprimibile
Principi della termodinamica, Trasformazioni termodinamiche, Vapori, Diagramma di Mollier per l’acqua.

Impianti motori e macchine motrici a fluido comprimibile
Impianti a vapore - Ciclo termodinamico, Rendimenti e consumi specifici, Surriscaldamento e rigenerazione. Generatori di vapore - Descrizione delle principali tipologie, Grandezze caratteristiche, Rendimento e perdite. Turbine a vapore assiali ad azione ed a reazione - Principi di funzionamento, Triangoli di velocità, Casi ideali e reali, Rendimenti e potenze, Coefficienti adimensionali, La parzializzazione, Turbine a salti di velocità e di pressione, Palette a profilo variabile, Scelta dello stadio, Cenni sulle turbine radiali. Condensatori - Descrizione delle principali tipologie, Dimensionamento, Torri di raffreddamento.
Impianti motori con turbine a Gas - Ciclo termodinamico, Potenza, Rendimento globale e consumo specifico, Rigenerazione ed Interrefrigerazione, Curve caratteristiche di funzionamento, Descrizione delle turbine a gas, Disposizione e regolazione.
Impianti combinati - Ciclo Termodinamico di riferimento, Tipologie di impianti combinati e loro caratteristiche peculiari, Repowering di centrali termoelettriche.
Motori alternativi a C.I. - Generalità sul funzionamento e sulla costituzione di un motore a C.I. a 4 tempi ed a 2 tempi, Motori ad accensione comandata e ad accensione per compressione, Cicli termodinamici Sabathe, Otto, Diesel, Ciclo reale e distribuzione delle fasi, Rendimenti e consumo specifico del combustibile, Potenza e bilancio termico, Sovralimentazione ed interrefrigerazione, Curve caratteristiche, Evoluzione dei motori ad accensione comandata e ad accensione per compressione, Cenni sulla combustione e sui sistemi di abbattimento delle emissioni.
Impianti di cogenerazione - Generalità sulla produzione combinata di energia elettrica e calore, Impianti di cogenerazione con turbine a vapore, Il teleriscaldamento, Impianti di cogenerazione con turbine a gas e con motori alternativi a C.I.
Materiali utilizzati nelle macchine termiche per aumentarne l’efficienza - Caratteristiche e problematiche degli acciai a caldo, Materiali innovativi utilizzati negli impianti e nelle macchine termiche.
I sistemi a celle a combustibile - Principi di funzionamento, Descrizione delle differenti tipologie di impianti, caratteristiche elettriche e termodinamiche, applicazioni all'autotrazione.

Macchine a operatrici ed impianti operatori a fluido comprimibile
Turbocompressori, Descrizione e funzionamento, Triangoli di velocità, Lavoro e rendimento, Curve caratteristiche, Pompaggio e stallo rotante, Coefficienti adimensionali, descrizione e funzionamento del compressore alternativo, Rendimento, Altre tipologie di compressori volumetrici, Pompe da vuoto.
Impianti operatori, frigoriferi e pompe di calore - Ciclo termodinamico inverso, COP e potenze, Cicli frigorigeni a compressione di vapore, Fluidi frigorigeni, Problematiche connesse all’utilizzo del compressore, Macchine frigorigene ad absorbimento, a compressione di gas e ad adsorbimento.

Generalità sulle macchine a fluido incomprimibile
Statica e dinamica dei fluidi - regimi di moto, Equazione di Bernoulli, La Cavitazione, Coefficienti di efflusso, Moto stazionario dei fluidi nei condotti, Perdite di carico distribuite e localizzate, Diagramma di Moody.

Impianti motori e macchine motrici a fluido incomprimibile
Turbine idrauliche radiali ad azione (Pelton) ed a reazione (Francis), Triangoli di velocità, Rendimenti e perdite, Curve caratteristiche, Coefficienti adimensionali, Turbine assiali ad elica e Kaplan, Dimensionamento di massima, Regolazione, Cavitazione e scelta della turbina, Cenni sulle macchine reversibili.
Turbine eoliche e marine - Principi di funzionamento, caratteristiche costruttive, potenze e rendimenti.

Macchine a operatrici ed impianti operatori a fluido incomprimibile
Turbopompe e pompe volumetriche - Descrizione delle turbopompe, prevalenza, rendimenti e potenza, perdite, curve caratteristiche, pompe centrifughe, a flusso misto ed assiali Coefficienti adimensionali, descrizione delle pompe a stantuffo, portata e rendimento volumetrico, pompe rotative
Accoppiamento della pompa con il sistema idraulico- punto di funzionamento, funzionamento in serie e parallelo, cavitazione, NPSH e parametro di Thoma.
Ventilatori - coefficienti adimensionali e curve caratteristiche.

Testi consigliati

G. Cornetti "Macchine Idrauliche" ed. Il Capitello, Torino 1991.
G. Cornetti "Macchine Termiche" ed. Il Capitello, Torino 1991.
C. Caputo "Gli impianti convertitori d'energia", ed. Masson, Milano 1997.
C. Caputo "Le turbomacchine", ed. Masson, Milano 1997.
C. Caputo "Le macchine volumetriche", ed. Masson, Milano 1997.

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