Lo scopo del corso è quello di fornire agli allievi criteri e metodi per effettuare lo studio delle macchine elementari e degli impianti di conversione energetica di interesse per le applicazioni in ambito marino basate su fonti energetiche convenzionali e rinnovabili. Al termine del corso l’allievo avrà un quadro aggiornato delle soluzioni impiantistiche disponibili e saprà, a livello metodologico, impostare l’analisi di sistemi per la conversione dell’energia e determinarne le prestazioni in termini di rendimento e potenza. L’allievo conoscerà, per le tipologie delle macchine più importanti, campi di applicazione, aspetti del funzionamento e limiti di prestazione connessi con le particolari condizioni di impiego.
scheda docente
materiale didattico
Macchine volumetriche alternative motrici e operatrici: diagrammi indicati limite e reali. Calcolo della portata e della potenza in relazione alle pressioni di aspirazione e mandata. Cenni sulla regolazione.
Turbomacchine: efflusso nei condotti delle turbomacchine, scambi di lavoro tra fluido e palettatura, triangoli delle velocità, grado di reazione.
Turbomacchine operatrici: pompe e compressori centrifughi e assiali, limiti imposti dalla cavitazione e dalla velocità del suono, curve caratteristiche, accoppiamento tra macchina e circuito. Operazioni con fluidi di interesse per applicazioni marine. Cenni sulla regolazione.
Turbine a fluido comprimibile: stadi assiali ad azione e reazione, rendimento di palettatura, condizioni ottimali, rendimento di stadio. Limiti di potenza, cenni sulla regolazione.
Impianti per produzione di potenza basati su turbina a gas. Analisi del ciclo base di riferimento, influenza dei parametri operativi del ciclo. Caratteristiche degli impianti reali. Impianti Combinati Gas-Vapore. Configurazioni impiantistiche, influenza dei parametri operativi del ciclo, prestazioni.
CAPUTO C., “Le turbomacchine”, ed. Masson, Milano, 1994;
CAPUTO C., “Le macchine volumetriche”, ed. Masson, Milano, 1997.
Programma
Classificazione delle macchine, principi di funzionamento delle macchine e degli impianti sede di processi di conversione energetica. Richiami di termodinamica e fluidodinamica applicate alle macchine. Energia e lavoro. Conversioni e trasformazioni energetiche. Equazioni di governo per lo studio delle macchine: conservazione della massa, della energia, della quantità di moto.Macchine volumetriche alternative motrici e operatrici: diagrammi indicati limite e reali. Calcolo della portata e della potenza in relazione alle pressioni di aspirazione e mandata. Cenni sulla regolazione.
Turbomacchine: efflusso nei condotti delle turbomacchine, scambi di lavoro tra fluido e palettatura, triangoli delle velocità, grado di reazione.
Turbomacchine operatrici: pompe e compressori centrifughi e assiali, limiti imposti dalla cavitazione e dalla velocità del suono, curve caratteristiche, accoppiamento tra macchina e circuito. Operazioni con fluidi di interesse per applicazioni marine. Cenni sulla regolazione.
Turbine a fluido comprimibile: stadi assiali ad azione e reazione, rendimento di palettatura, condizioni ottimali, rendimento di stadio. Limiti di potenza, cenni sulla regolazione.
Impianti per produzione di potenza basati su turbina a gas. Analisi del ciclo base di riferimento, influenza dei parametri operativi del ciclo. Caratteristiche degli impianti reali. Impianti Combinati Gas-Vapore. Configurazioni impiantistiche, influenza dei parametri operativi del ciclo, prestazioni.
Testi Adottati
CAPUTO C., “Gli impianti convertitori di energia”, ed. Masson, Milano, 1997,CAPUTO C., “Le turbomacchine”, ed. Masson, Milano, 1994;
CAPUTO C., “Le macchine volumetriche”, ed. Masson, Milano, 1997.
Bibliografia Di Riferimento
BECCARI A., CAPUTO C., “Motori termici volumetrici”, ed. UTET, Torino, 1987; LOZZA G., “Turbine a gas e cicli combinati”, Soc. Editrice Esculapio, Bologna, 1996; DIXON S. L., “Thermodynamics of Turbomachinery”, Pergamon Press, Oxford, 1982; COHEN H., ROGERS G. F. C., SARAVANAMUTTOO H. I. H., “Gas Turbine Theory”, Lomgman Group Ltd, Padstow, 1998Modalità Valutazione
Esame orale. La prova prevede domande sugli argomenti illustrati nelle lezioni e la discussione delle esercitazioni svolte assegnate durante il corso.