CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA: INGEGNERIA MECCANICA PROGRAMMA DEL CORSO DI PROGETTO DI MACCHINE (9 crediti) DOCENTE Diego Micheli a.a.2011/12

A) TURBOMACCHINE

A1. 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.

A2. Progetto di turbomacchine a flusso assiale

A2.1 Analisi del flusso nelle turbomacchine assiali A2.1.1 Schiere di pale bidimensionali − Nomenclatura. Analisi delle forze agenti sulle pale. I rilievi sperimentali in galleria del vento. A2.1.2 Distribuzione radiale del flusso − Equilibrio radiale, soluzioni dirette ed inverse. A2.1.3 Altre particolarità del flusso − La portata in un condotto anulare. Cenno alla soluzione quasi 3D e ai flussi secondari.

A2.2 Macchine operatrici assiali − Curva caratteristica teorica e reale, stadi a diverso grado di reazione. Analisi monodimensionale di uno

stadio: triangoli di velocità adimensionali, calcolo del rendimento e ottimizzazione. − Prestazioni di schiere di pale di compressore e relative correlazioni.

A2.3 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.

A3. Progetto di turbomacchine a flusso radiale

A3.1 Turbomacchine operatrici centrifughe − Condizioni limitanti il progetto delle pompe e dei compressori. − Ottimizzazione della sezione di ingresso, calcolo dello “slip factor” , calcolo delle dissipazioni di energia. − Diffusori palettati e non palettati, voluta spirale.

A3.2 Turbomacchine motrici centripete − Condizioni limitanti il progetto e indicazioni per il dimensionamento di massima. − Calcolo del fattore di incidenza e della perdita per incidenza, calcolo del numero minimo di pale.

B) MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA

B1. Aspetti progettuali di carattere generale

− Parametri di base del progetto, similitudine, parametri geometrici e funzionali.

B2. Il ciclo termodinamico − Calcolo dei cicli ideale, limite e indicato previsto. Rilievo sperimentale del ciclo indicato. − Modelli di simulazione termodinamici, leggi di combustione e di scambio termico.

B3. Il ricambio della carica − Modelli di lavaggio nei motori a due tempi. − Il flusso instazionario nei condotti ed il rendimento volumetrico. − Sistemi di sovralimentazione.

B4. La regolazione ed il controllo delle emissioni inquinanti − Emissioni inquinanti, dispositivi di abbattimento, normativa. − Criteri e dispositivi di controllo motore. NOTA: il modulo integra le nozioni di base già acquisite nei corsi fondamentali di Macchine. A chiarimento degli argomenti trattati verranno svolte delle esercitazioni numeriche guidate, integrate con concetti di fondamenti numerici della progettazione. Testi consigliati:

a) 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. − G. Ferrari “Motori a combustione interna”, Il Capitello Torino 2008. − R. Della Volpe, M. Migliaccio “Motori a combustione interna per autotrazione”, Liguori Napoli 1995.

b) testi di approfondimento − B. Lakshminarayana “Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery” , John Wiley & Sons 1996. − J.B. Heywood “ Internal Combustion Engine Fundamentals” , McGraw-Hill, 1988.