Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Facoltà di

Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
Facoltà di Ingegneria – Sede di Modena
Esame di Stato 2004 per Ingegnere Junior
Il documento contiene 8 prove complessive relative alla prima
sessione.
Esame di Stato per l’Abilitazione all’Esercizio della Professione di
Ingegnere Junior
1a Sessione 2004
Settore Industriale
Prima Prova scritta
03 Giugno 2004
Si descrivano gli impianti frigoriferi a compressione di vapore, determinandone, per
alcune applicazioni scelte dal candidato e con l’ausilio di schemi e di diagrammi
termodinamici, il ciclo termodinamico di riferimento, le prestazioni ottenibili e le
problematiche connesse alla scelta dei fluidi di lavoro e al dimensionamento del
sistema.
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Facoltà di Ingegneria – Sede di Modena
Esame di Stato 2004 - Sessione I
TEMA DI INGEGNERIA DELL’INFORMAZIONE – TEMA N. 2
LAUREA DI PRIMO LIVELLO
Prova I: Tema Generale
Lo sviluppo di Internet ha comportato l’introduzione di meccanismi e
strumenti innovativi che hanno portato e continueranno a portare vantaggi
indiscutibili nei confronti di innumerevoli aspetti della vita quotidiana.
Il candidato descriva, relativamente alle proprie conoscenze nel settore, quali
ritiene siano gli aspetti che hanno avuto maggiore peso e impatto nella
diffusione delle tecnologie legate a Internet, mettendone in evidenza
soprattutto gli aspetti applicativi.
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Facoltà di Ingegneria – Sede di Modena
Esame di Stato 2004 - Sessione I
TEMA DI INFORMATICA – TEMA N. 1
LAUREA DI PRIMO LIVELLO
Prova II: Tema Specifico
Nella realtà aziendale, si stanno sempre più diffondendo applicazioni Web,
che possono servire per la fruizione di servizi in rete.
Il candidato delinei i criteri di progetto per lo sviluppo di un tipico servizio
Web, specificando in particolare quale metodologia di modellazione può
essere utilizzata.
Si proponga inoltre un linguaggio di programmazione per la fase di
implementazione giustificandone la scelta in base sia ai pregi e difetti del
linguaggio scelto e sia in base ai possibili requisiti di interoperabilità.
Esame di Stato per l’Abilitazione all’Esercizio della Professione di
Ingegnere Junior
1a Sessione 2004
Settore Industriale
Seconda Prova scritta
07 Giugno 2004
Laurea in Ingegneria Meccanica
Tema di “Meccanica calda”
Si chiede al candidato di redigere una relazione generale riguardante la progettazione
di scambiatori di calore compatti da impiegarsi nel settore automobilistico.
La relazione dovrà evidenziare, anche mediante schemi rappresentativi delle tipologie
di scambiatore di calore prese in esame, le principali problematiche progettuali da
affrontare, i criteri da adottare nella progettazione, le tecniche di calcolo ritenute più
adatte, le verifiche e i collaudi ipotizzabili, il tutto nel rispetto della normativa vigente
in materia di sicurezza.
Esame di Stato per l’Abilitazione all’Esercizio della Professione di
Ingegnere Junior
1a Sessione 2004
Settore Industriale
Seconda Prova scritta
07 Giugno 2004
Laurea in Ingegneria Meccanica
Tema di “Meccanica fredda”
Sia dato l'albero rotante di Figura 1, con i carichi indicati, non rotanti, e le
dimensioni assiali in mm dell'albero. Tracciare il momento flettente quantitativo
lungo l'albero. Supponendo poi l'albero realizzato in C40, determinarne il
diametro (supposto costante) tale che garantisca una vita infinita a fatica.
75 N
Figura 1
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Esame di Stato 2004 - Sessione I
TEMA DI INFORMATICA– TEMA N. 1
LAUREA DI PRIMO LIVELLO
Prova IV: Progetto
Si deve progettare il supporto informatico necessario per la definizione e la gestione di
protocolli di cura in strutture cliniche ma anche presso l’abitazione del paziente. Per
protocollo di cura s’intende un processo formato da una successione di fasi con eventuali cicli
e alternative di percorso. Per ogni fase è indicato il tipo di cura da somministrare e, in seguito
all’applicazione al singolo paziente, occorre registrare il suo effetto. La decisione di ripetere
un ciclo e la scelta di percorso fra le alternative disponibili sono effettuate sulla base
dell’effetto della cura somministrata durante la precedente fase. Di norma il protocollo di cura
è attivato mentre il paziente si trova ricoverato in una struttura clinica e prosegue dopo la sua
dimissione; per questo l’applicazione è necessariamente basata su Internet.
I profili d’utente sono sostanzialmente tre:
-
L’esperto, che definisce i protocolli di cura in termini di successione di fasi, cicli e
alternative di percorso, e li registra in un’opportuna libreria.
-
Il responsabile, che assegna al singolo paziente il protocollo più opportuno e poi tiene
periodicamente sotto controllo lo stato d’avanzamento della cura.
-
Il somministratore, che ha in carico di eseguire la cura sul singolo paziente, eventualmente
a casa sua, ed aggiorna di conseguenza lo stato d’avanzamento del protocollo.
Il candidato è invitato ad approfondire e dettagliare uno degli aspetti di questo progetto,
scegliendo fra quelli che meglio possono rappresentare la propria preparazione ed esperienza
professionale.
In particolare, si richiede di:
a) definire i principali use case;
b) produrre una versione di tentativo del class diagram;
c) fornire una rappresentazione della dinamica del sistema attraverso activity diagram,
sequence diagram e/o state chart.
Esame di Stato per l’Abilitazione all’Esercizio della Professione di
Ingegnere Junior
1a Sessione 2004
Settore Industriale
Quarta Prova - 07 Luglio 2004
Laurea in Ingegneria Meccanica - Tema di “Meccanica calda”
Si deve progettare un vano per stagionatura di alimenti con dimensioni interne 10 m x 3 m x 2.50 m (lunghezza
x larghezza x altezza), sollevato rispetto al suolo mediante opportuni sostegni. In tale vano occorre mantenere
una temperatura di 10°C, in presenza di una temperatura dell’ambiente esterno variabile tra 10°C e 25°C.
Per le pareti si deve adottare una struttura a sandwich, in cui un materiale isolante schiumato con spessore 50
mm e conduttività termica 0.030 W/(m⋅°C) è interposto tra due fogli in materiale plastico con spessore 6 mm e
conduttività termica 0.15 W/(m⋅°C). In una delle pareti deve essere inserita una porta apribile con dimensioni
110 cm x 200 cm (base per altezza), realizzata con la stessa struttura a sandwich delle pareti. La cornice di
contenimento della porta ed il telaio di montaggio, incassato nella parete, sono realizzati con i medesimi fogli in
materiale plastico sopra citati. Inoltre, nelle pareti vanno inserite due finestre di ispezione fisse, costituite da
due lastre di vetro con dimensioni 75 cm x 75 cm, spessore 3.2 mm e conduttività termica 1.1 W/(m⋅°C), tra le
quali è realizzata un’intercapedine d’aria con spessore 5 mm e conduttività termica 0.025 W/(m⋅°C); i telai di
montaggio delle finestre, incassati nelle pareti, sono anch’essi realizzati con i fogli in materiale plastico sopra
citati.
- Assumendo che il coefficiente di scambio termico sulle superfici interne del vano siano uniforme e pari a 8
W/(m2⋅°C), che il coefficiente di scambio termico sulle superfici esterne sia uniforme anch’esso e pari a 11
W/(m2⋅°C), prescindendo inoltre dalle esigenze di resistenza strutturale e, quindi, dalla presenza di un’armatura
di sostegno, determinare la massima potenza termica complessivamente trasmessa attraverso pareti, porte e
finestre, uguale alla potenza termica che un impianto di raffreddamento deve poter estrarre dal vano per
garantire il mantenimento in ogni condizione della temperatura interna richiesta.
- Inoltre, stimare quale frazione della massima potenza termica da estrarre viene complessivamente trasmessa
attraverso la cornice ed il telaio della porta ed attraverso le finestre di ispezione con i relativi telai (ponti
termici).
- Eseguire un disegno dettagliato del vano da realizzare, evidenziando tutti i particolari costruttivi dei vari
componenti. Posizionare porta e finestre nelle posizioni ritenute più opportune, individuando eventuali
componenti accessori.
Per il raffreddamento del vano di stagionatura si prevede l’utilizzo di uno scambiatore di calore aria-acqua, nel
cui mantello si ha un solo passaggio di una portata di 18 m3/min di aria (conduttività termica 0.025 W/(m2⋅°C),
calore specifico a pressione costante 1.007 kJ/(kg⋅°C), densità 1.16 kg/m3), prelevata dal vano di stagionatura
alla temperatura interna di 10°C. Nei tubi, costituiti da una serpentina in metallo che realizza 2*N passaggi, è
immessa una portata di 10 kg/min di acqua a 5°C (conduttività termica 0.6 W/(m2⋅°C), calore specifico 4.19
kJ/(kg⋅°C), densità 1000 kg/m3).
- Determinare il parametro U⋅A che lo scambiatore deve possedere per garantire l’estrazione della massima
potenza termica complessivamente trasmessa attraverso pareti, porte e finestre.
- Determinare inoltre la temperatura di uscita dell’aria e quella di uscita dell’acqua.
Esame di Stato per l’Abilitazione all’Esercizio della Professione di Ingegnere Junior
1a Sessione 2004
Settore Industriale
Quarta Prova - 07 Luglio 2004
Laurea in Ingegneria Meccanica - Tema di “Meccanica fredda”
Si consideri la taglia (gru) su chiatta, impiegata per posare e spostare massi di difesa delle
opere portuali. La Figura mostra la taglia costituita dalle due travi (2) e (3) , caricata dalla
fune di rami (4) e (5) , che passa sulla puleggia di rinvio (6) , ed è caricata dalla forza P di 80
tonnellate. La taglia è formata da due telai affiancati, come appare dalla pianta, ed è sostenuta
da un cassone metallico (1) di dimensioni espresse in millimetri, che costituisce la chiatta
galleggiante.
• Dimensionare in dettaglio i rami della taglia scegliendo il materiale, e calcolare il perno
della puleggia di rinvio al vertice superiore della taglia, dimensionando i cuscinetti a
strisciamento.
• Fornire un disegno di massima della taglia.
• Fornire un disegno dettagliato del perno al vertice superiore della taglia, e delle zone di
sostegno di tale perno, con particolare riferimento ai cuscinetti.