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PROGETTO DI MACCHINE (116MI)

A.A. 2019 / 2020

Docenti 
Periodo 
Secondo semestre
Crediti 
9
Durata 
72
Tipo attività formativa 
Caratterizzante
Percorso 
[PDS0-2016 - Ord. 2016] comune
Syllabus 
Lingua insegnamento 

Italiano

Obiettivi formativi 

Fornire una conoscenza essenziale ma rigorosa dei principi di progettazione delle turbomacchine, fornire capacità operative nell'utilizzo di strumenti informatici per finalizzare la simulazione alla progettazione e ottimizzazione di componenti o sistemi

Prerequisiti 

Conoscenze di base di Meccanica, Chimica, Fisica Tecnica,Termodinamica, Fluidodinamica e Macchine

Contenuti 

1. Richiami e complementi di Macchine
2. Progetto di turbomacchine a flusso assiale
2.1 Analisi del flusso nelle turbomacchine assiali
2.2 Macchine operatrici assiali
2.3 Turbine a flusso assiale
2.4 Progetto di turbomacchine a flusso misto
3. Progetto di turbine eoliche
3.1 Machhine ad asse orizzontale
3.2 Macchine ad asse verticale
4. Esercitazioni applicative

Metodi didattici 

Lezioni in aula, assegnazione di esercitazioni specifiche a diversi gruppi di lavoro, coaching sul progetto e realizzazione di una macchina (es. turbina eolica)

Programma esteso 

1. Richiami e complementi di Macchine
Richiami e complementi di similitudine delle turbomacchine.
Complementi di termodinamica applicata alle turbomacchine.
Instabilità di funzionamento: lo stallo rotante e il pompaggio.
2. Progetto di turbomacchine a flusso assiale
2.1 Analisi del flusso nelle turbomacchine assiali
2.1.1 Schiere di pale bidimensionali
Nomenclatura. Analisi delle forze agenti sulle pale. I rilievi sperimentali in galleria del vento.
2.1.2 Distribuzione radiale del flusso
Equilibrio radiale, soluzioni dirette ed inverse.
2.1.3 Altre particolarità del flusso
La portata in un condotto anulare. Cenno alla soluzione quasi 3D e ai flussi secondari.
2.2 Macchine operatrici assiali
Curva caratteristica teorica e reale, stadi a diverso grado di reazione.
Analisi monodimensionale di uno stadio: triangoli di velocità dimensionali
calcolo del rendimento e ottimizzazione.
Prestazioni di schiere di pale di compressore e relative correlazioni.
2.3 Turbine a flusso assiale
Richiami del corso di Macchine. Analisi monodimensionale di uno stadio
triangoli di velocità adimensionali
calcolo del rendimento e ottimizzazione.
Prestazioni di schiere di pale di turbina e relative correlazioni.
2.4 Progetto di turbine a flusso misto
3. Progetto di turbine eoliche
Limite di Betz
3.1 Progetto di turbine eoliche ad asse orizzontale
integrale di Glauert
progettazione ottima del prodotto solidità/portanza
scelta dei profili
3.2 Progettazione di turbine eoliche ad asse verticale

4. Esercitazioni
4.1 Ottimizzazione della carenatura di un cilindro
4.2 Ottimizzazione di un profilo aerodinamico
4.3 Progettazione con ottimizzazione di una turbina eolica
4.4 Ottimizzazione di un componente con CFD / CAD
4.5 Dimensionamento di uno stadio di compressore
4.6 Dimensionamento di uno stadio di turbina

Modalità di verifica dell'apprendimento 

prova orale (Conoscenza e capacità di comprensione), con consegna del quaderno delle esercitazioni e discussione delle attività progettuali (Autonomia di giudizio e Abilità comunicative).

Altre informazioni 

-

Testi di riferimento 

C. Osnaghi “Teoria delle turbomacchine”, ed. Progetto Leonardo – Esculapio Bologna 2002.
S.L. Dixon “Fluid Mechanics, Thermodynamics of Turbomachinery”, Pergamon Press 1978.
Whitfield, N.C. Baines “Design of radial Turbomachines”, Longman Ed. 1990.
B. Lakshminarayana “Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery”, John Wiley & Sons 1996.
Mario A. Rosato , Progettazione di microturbine eoliche. Guida pratica per la costruzione di turbine ad asse orizzontale e verticale, EPC Editore, 2015


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