2013-14 5BP Piano di Lavoro Macchine a - iis alberti

PIANO di LAVORO
A. S. 2013/ 2014
istituto "ALBERTI-PORRO"
Nome docente
ROMEO ANGELO
Materia insegnata
MACCHINE A FLUIDO
Classe
5A sez. IPSIA
ore complessive di
insegnamento
Previsione
numero ore di insegnamento
Nome Ins. Tecn. Pratico
Testo in adozione
di cui in
compresenza
di cui di sostegno
132
----------Adottati:
ELEMENTI DI MECCANICA E MACCHINE A
FLUIDO – Ed. CALDERINI - Autore FERRIGNO
MANUALE DI MECCANICA – Ed.HOEPLI –
Autori CALIGARIS/FAVA/TOMASELLO
Testi consigliati
no
si,
Dispense
no
si
indicare……………………..
(allegare)
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A. S. 2013/ 2014
istituto "ALBERTI-PORRO"
PIANO di LAVORO
Punti della
relazione
Situazione di
partenza
Osservazioni
Omissis....
Finalità formative
ed obiettivi didattici
ed educativi
Tecnico delle Industrie Meccaniche
Competenze in uscita dal percorso di Macchine a Fluido
N.B. Alcune sono comuni ad altre materie afferenti al Dipartimento di Meccanica.
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Riconoscere le principali unità di misura del Sistema Internazionale, i
multipli ed i sottomultipli delle stesse ed effettuare le operazioni di
trasformazione in modo corretto.
Riconoscere le equazioni matematiche delle formule delle leggi studiate,
sostituire i valori alle grandezze fisiche con le corrette unità di misura ed
effettuare correttamente le operazioni.
Saper definire le relazioni tra le principali funzioni trigonometriche.
Saper calcolare le componenti dei vettori e le geometrie nel piano e
nello spazio.
Saper effettuare dei calcoli relativi a Forze, Momenti, spostamenti,
velocità, accelerazioni su corpi fermi o in movimento.
Sapere eseguire le operazioni elementari di calcolo delle spinte dei fluidi
sui corpi e sulle paratie.
Conoscere i diversi tipi di combustibile e saper calcolare la quantità di
calore da esso ottenibile nella combustione.
Distinguere i concetti di calore e di temperatura, conoscere il concetto di
calore specifico, i tipi di trasmissione del calore e le loro leggi.
Conoscere le leggi dei gas ed i principi della Termodinamica.
Conoscere le principali trasformazioni termodinamiche e le grandezze di
stato che in esse compaiono.
Conoscere i cicli termodinamici chiusi ed aperti.
Distinguere la pressione assoluta da quella relativa.
Conoscere le leggi fondamentali dell'idrostatica e dell'idrodinamica.
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Contenuti e
strumenti
Distinguere il moto dei liquidi nel caso ideale e nel caso reale.
Conoscere le grandezze fondamentali che caratterizzano le macchine
operatrici e quelle motrici.
Conoscere le curve caratteristiche
Saper dimensionare una macchina operatrice idraulica.
Programma di MACCHINE a FLUIDO
U.D. 1. Introduzione alle macchine a fluido.
• Concetto di sistema termodinamico e definizione degli scambi di L,Q,m,E.
Classificazione generale delle tipologie di macchine a fluido. Concetto di
rendimento di una macchina. Ripasso sulle Unità di misura e metodo di
conversione.
U.D. 2. Fluidostatica e fluidodinamica
• Proprietà dei fluidi comprimibili ed incomprimibili: parametri caratteristici.
• Teorema di Stevino. Energia totale delle particelle in idrostatica. Andamento
idrostatico delle pressioni relative ed assolute.
• Spinta idrostatica su pareti verticali, inclinate, sul fondo e calcolo del centro
di spinta del vettore della risultante delle forze distribuite sulle stesse.
• Principio di Archimede, Principio di Pascal, dei vasi comunicanti, torchio
idraulico
• Moto dei liquidi in regime laminare e turbolento: numero di Reynolds e uso
delle tavole.
• Principio di conservazione della portata ed equazione di continuità.
Principio di conservazione dell’energia
totale delle particelle in
idrodinamica (Teorema di Bernoulli per fluidi ideali).
• Perdite di carico concentrate e distribuite nelle condotte, legge di Darcy, uso
delle tavole e dei coefficienti.
• Teorema di Bernoulli per i fluidi reali. Teorema di Torricelli
• Fori sottili e stramazzi. Condotte in pressione e canali.
• Applicazioni ed esercitazioni (strumenti per il calcolo di pressione, velocità,
portata, perdite di carico).
U.D. 3. Macchine idrauliche operatrici
• Classificazione delle macchine a fluido (motrici ed operatrici), principi di
funzionamento e schemi costruttivi. Macchine volumetriche e
turbomacchine.
• Classificazione delle pompe dinamiche: descrizione, calcolo della
prevalenza, rendimenti parziali e totali, potenza utile e potenza assorbita,
massima altezza stimata nell'installazione di una pompa.
• Le pompe centrifughe: funzionamento, campi di impiego; triangoli delle
velocità in ingresso ed in uscita; curve caratteristiche delle pompe
centrifughe, dell’impianto e punto di funzionamento; leggi di affinità;
regolazione; pompe centrifughe a singola e doppia aspirazione, mono e pluri
stadio, in serie ed in parallelo; fenomeno della cavitazione e considerazioni
relative all’altezza di aspirazione; l’avviamento.
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istituto "ALBERTI-PORRO"
Le pompe volumetriche: rotative; alternative a membrana deformabile e a
stantuffo, parametri caratteristiche di quest’ultima, diagrammi di
funzionamento e curva di prevalenza manometrica
• Le pompe assiali
• Impianto o sistema idraulico servito da una pompa, collegamenti in serie ed
in parallelo, punto di funzionamento, prevalenza e rendimento, altezza di
aspirazione, cavitazione.
• Compressori (di gas) volumetrici e centrifughi: generalità, classificazione,
schemi di funzionamento, dimensionamento di massima.
U.D. 4. Macchine idrauliche motrici
• Considerazioni generali sulle macchine motrici idrauliche. Potenza e
rendimenti nelle macchine motrici idrauliche. Il grado di reazione. Tipologie
di turbine idrauliche. Le curve caratteristiche, e le curve di parzializzazione
delle turbine idrauliche. La velocità specifica; campi di applicazione delle
turbine idrauliche.
• Le turbine idrauliche ad azione: la turbina Pelton, i triangoli delle velocità e
il suo dimensionamento di massima; le curve di parzializzazione
• Le turbine idrauliche a reazione: caratteristiche geometriche e di
funzionamento, dimensionamento di massima, la regolazione; la turbina
Francis, i triangoli di velocità; dalla turbina Francis alla Kaplan.
U.D. 5. Fonti energetiche e combustibili
• Reazione di combustione teorica: rapporti stechiometrici tra combustibile e
comburente.
• Combustibili: potere calorifico e classificazione.
• Potere calorifico superiore e inferiore
U.D. 6. Termologia e Termodinamica
• Introduzione allo studio dei cicli termodinamici. Pareti e scambio di massa,
lavoro, calore. Equilibrio termodinamico e trasformazioni.
• Quantità di calore, temperatura e calori specifici.
• Energia interna e primo principio della termodinamica.
• Entalpia, Entropia e secondo principio della termodinamica.
• Sistemi termodinamici chiusi ed aperti.
• Equazione di stato dei gas perfetti. Trasformazioni termodinamiche:
isotermica, isometrica, adiabatica, isobara. Rappresentazione delle
trasformazioni con diagrammi in funzione delle grandezze fisiche
interessate (p-V; T-S).
U.D. 7. Macchine a vapore
• Il vapore usato come gas.
• Ciclo termodinamico. Ciclo di Carnot diretto ed inverso. Macchine
termiche, relazione con i cicli termodinamici, con il I e II principio della
termodinamica e relativo rendimento.
• Trasmissione del calore: conduzione, convezione ed irraggiamento.
• Scambiatori di calore: classificazione e progetto.
• Generatori di vapore, Impianto a vapore, Ciclo di Rankine, trasformazioni e
rendimento.
• La Cogenerazione
U.D. 8. Macchine termiche motrici
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I motori alternativi a combustione interna: generalità e classificazione
Motori ad accensione comandata a 4 t: ciclo Otto e ciclo operativo teorico,
ciclo indicato; il diagramma circolare della distribuzione; la distribuzione;
l’alimentazione a carburazione e a iniezione;
Motori ad accensione comandata a 2 t: ciclo indicato e diagramma circolare
della distribuzione
Motori ad accensione spontanea a 4 t: ciclo diesel, ciclo operativo teorico,
ciclo indicato e diagramma circolare della distribuzione, le caratteristiche
generali e l’alimentazione (da fare dopo l’1/6)
Motori ad accensione spontanea a 2 t
Ciclo Brayton... altri cicli ideali e reali.
Motori a c.i.: espressioni dei rendimenti, della potenza e della coppia; curve
caratteristiche e regolazione.
• La sovralimentazione del motore: impianto motore con turbina a gas.
U.D. 9. Cicli frigoriferi
• Il ciclo frigorifero: schema fondamentale, applicazione, il COP.
• Protocollo di Kyoto e leggi nazionali.
Il docente si riserva di integrare il presente piano con gli
argomenti che riterrà opportuno inserire in corso d'anno entro
la data del 15 maggio.
Strumenti:
Lezione frontale
Lezione con ausilio di videoproiettore o LIM
Laboratorio Macchine a Fluido
Lavori di gruppo
entro gennaio 2013
Programmazione
(citare anche quali
sono gli obiettivi
minimi e la parte di
programma
necessaria per un
eventuale passaggio
da altro indirizzo)
entro giugno 2013
(il docente può usare un maggior dettaglio temporale, se lo ritiene)
•
Fino all'U.D.5
Il programma necessario per il
passaggio da un altro indirizzo dovrà
tenere conto degli argomenti che la
classe ha affrontato fino al momento
della valutazione dell'esaminato.
•
Fino alla fine del programma
Il programma necessario per il
passaggio da un altro indirizzo dovrà
tenere conto degli argomenti che la
classe ha affrontato fino al momento
della valutazione dell'esaminato.
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Valutazione
strumenti e modalità,
criteri di valutazione e
•
tempi delle verifiche
Criteri di valutazione
Aspetti esaminati in domande aperte, esercizi, domande a risposta sintetica:
• Conoscenza degli argomenti
• Comprensione: argomentazione e collegamenti logici
• Utilizzo e applicazione delle competenze tecniche
• Proprietà di linguaggio tecnico specifico e costruzione corretta e precisa di schemi, diagrammi e
grafici
N.B. (Fanno eccezione le domande con tipologia strutturata con alternativa di
risposta, testi da completare che hanno un loro punteggio espresso ed indicato
nella verifica stessa)
Griglia di valutazione
( Le valutazioni verranno espresse in decimi, usando l’intervallo 1-10.)
Voto
Conoscenza
Comprensione
1-3
Gravemente
lacunosa
•
Limitata e
confusa
4
Lacunose e
frammentaria
•
5
Superficiale
con qualche
lacuna
Essenziale ma
non
approfondita
Abbastanza
completa e
approfondita
•
Confusa
anche su
argomenti
elementari
Incerta e
parziale.
6
7
8
9-10
Completa e
approfondita
Completa ed
ampliata
•
•
•
•
Non
completa, ma
sufficiente
Buona sulla
maggior
parte degli
argomenti
Precisa e
completa
Ottima anche
sugli
argomenti
più complessi
Applicazione
Esposizione
Nulla (incapacità ad applicare Gravemente carente
le minime conoscenze a
semplici problemi)
Stentata e parziale (esegue
Carente e imprecisa
compiti semplici con molti
errori)
Abbastanza autonoma, ma con Incerta e non sempre
errori e frequenti imprecisioni corretta
Adeguata a livelli semplici,
ma con imprecisioni a livello
appena più complessi
Accettabile, pur con
imprecisioni, anche a livelli
più complessi
Parzialmente corretta,
ma non del tutto
fluida ed appropriata
Generalmente
corretta, ma non del
tutto esauriente
Corretta, consapevole e sicura
anche su problemi complessi
Sicura e precisa su tutte le
procedure e metodologie
apprese
Chiara, fluida e ben
organizzata
Efficace ed arricchita
da rielaborazioni
critiche e
collegamenti
Numero minimo di verifiche: almeno tre verifiche a quadrimestre (verifiche scritte e/o
interrogazioni e/o test sulle conoscenze, anche parziali).
Lo studente ha l’obbligo di svolgere almeno il minimo delle prove di ogni periodo.
Nel caso di assenza l’insegnante valuterà se svolgere una prova di recupero scritta
e/o orale a sua discrezione.
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Attività di
potenziamento e/o
recupero
Attività previste per
l’eccellenza
L’attività verrà svolta in itinere ogni qual volta il docente ne verifichi la
necessità, prevedendo di utilizzare eventualmente pause didattiche,
dividendo la classe per gruppi di livello: recupero e approfondimento; oppure
mediante attività extracurricolari secondo le modalità stabilite dal CD e dal
CDC in base alla normativa vigente.
IMPEGNI DEGLI ALUNNI:
• durante la lezione l’alunno deve prestare la massima attenzione alla spiegazione e/o alle esercitazioni, se gli argomenti
esposti non dovessero risultare chiari ha il diritto/dovere di chiedere chiarimenti ed ulteriori spiegazioni;
• in laboratorio l’atteggiamento degli alunni deve essere quanto mai responsabile: seguire le regole stabilite dall’insegnante,
osservando il regolamento del laboratorio;
• durante le verifiche è fatto assoluto divieto di comunicare e/o consultare materiale, ogni infrazione verrà sanzionata e influirà
sulla valutazione dell’elaborato;
• le consegne fissate dovranno essere rispettate con puntualità; gli eventuali ritardi saranno causa di penalizzazione nella
valutazione complessiva del lavoro,
• le lezioni si devono frequentare con assiduità, in caso di assenza gli alunni devono documentarsi sul lavoro svolto in classe e
su quello assegnato a casa;
• a casa gli alunni devono studiare quanto spiegato, riordinare il lavoro fatto a scuola e svolgere i compiti assegnati dal
docente; gli esercizi dovranno essere svolti anche se non esatti (l’insegnante verificherà i compiti di alcuni alunni scelti a
caso);
• gli alunni devono organizzare il proprio lavoro in modo metodico e costante per l’intera durata dell’anno scolastico;
• gli alunni devono sempre portare il materiale: libro, quaderno e fogli protocollo per le verifiche;
• gli alunni devono provvedere all’autocorrezione degli esercizi svolti alla lavagna.
IMPEGNI DEL DOCENTE:
• l’insegnante si impegna ad esprimere i concetti trattati nel modo più chiaro e semplice possibile, senza rifiutare richieste
di ulteriori spiegazioni, a patto che l’alunno abbia prestato e presti durante la spiegazione la dovuta attenzione;
• l’insegnante si impegna a correggere gli esercizi assegnati, se dovesse risultare necessario;
• prima di ogni verifica sarà cura del docente precisare la tipologia delle prove proposte e gli argomenti oggetto di verifica;
la prova può contenere un eventuale quesito a sorpresa per il raggiungimento della valutazione massima;
• di ogni verifica verranno chiariti i punteggi per i vari quesiti proposti;
• le verifiche saranno fissate con un congruo anticipo;
• la correzione e consegna di ogni elaborato avverrà possibilmente entro e non oltre i quindici giorni successivi;
• le verifiche non verranno annullate;
• l’insegnante terrà conto dell’andamento della classe per lo svolgimento della propria programmazione.
Pinerolo, 15 novembre 2013
Il docente
……ROMEO Angelo………
Per accettazione gli studenti della classe:
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