MACCHINE - Università degli Studi di Perugia

a.a. 2010-2011 Programma del corso di:
MACCHINE (CFU 12) [M]
DOCENTE: Gianni BIDINI
OBIETTIVI:
Acquisire capacità tecniche e professionali sulle tematiche legate alla conversione dell’energia, sia
in relazione ai componenti che ai sistemi, con conoscenza anche delle problematiche di diagnostica
e monitoraggio.
CONTENUTI:
Unità didattica: Motori volumetrici (30 ore)
Motori a combustione interna alternativi: motori a due e a quattro tempi. Ciclo ideale e ciclo limite
per accensione comandata o spontanea. Ciclo reale. Diagramma dell'indicatore. Coefficiente di
riempimento. Espressione della coppia e della potenza. Carburazione ed iniezione. Detonazione.
Combustibili. Sovralimentazione. Motore Wankel. Motore Stirling
Unità didattica: Turbomacchine (30 ore)
Turbomacchine. Equazioni di base della fluidodinamica. Palettature e fenomenologia dell'efflusso.
Turbine: fluidodinamica degli ugelli di espansione e delle schiere rotoriche e statoriche; grado di
reazione; rendimento ; effetto dell'umidità del vapore; turbine a salti di pressione e di velocità;
effetti tridimensionali; regolazione delle turbine. Turbine a gas. Cenni sulle turbine idrauliche.
Compressori assiali e centrifughi. Macchine operatrici idrauliche (pompe). La cavitazione nelle
pompe
Unità didattica: Sistemi energetici (48 ore)
Sotto unità didattica Impianti a combustione esterna (15 ore)
Impianti motori turbina a vapore. Cicli semplici e perfezionati. Rigenerazione. Componenti degli
impianti a vapore: condensatori, degassatore, scambiatori rigenerativi. Generatori di vapore:
tipologie costruttive, scambio termico Perdite energetiche nei generatori di vapore. Ciclo ORC
Sotto unità didattica: Impianti motori turbina a gas (17 ore).
Impianti motori turbine a gas. Ciclo semplice (Joule) ideale e reale. Ciclo rigenerato. Cicli con
compressione interrefrigerata e/o post-combustione. Ciclo Ericsson. L'iniezione di vapore nelle
turbine a gas. Motori aeronautici
Sotto unità didattica: Cicli combinati gas-vapore (6 ore)
Cicli combinati gas-vapore: soluzioni a recupero e con post-combustione. Caldaie a recupero e con
post-combustione. Caldaie a recupero singolo e doppio livello di pressione. Ottimazione
dell'accoppiamento tra ciclo a gas e ciclo a vapore.
Sotto unità didattica: Cogenerazione di energia elettrica e termica (2 ore)
Cogenerazione di energia elettrica e termica. Applicazioni ai diversi impianti motori: turbine a
vapore a contropressione o a spillamento, turbine a gas, motori a combustione interna alternativi
Sotto unità didattica: Impianti idroelettrici (8 ore).
Impianti ad acqua fluente. Impianti a bacino. Impianti di pompaggio. Centrali maremotrici.
PREREQUISITI:
Meccanica applicata, Fisica tecnica
TESTI CONSIGLIATI:
G. Bidini, Sistemi energetici, Ed. Anteo, Perugia, 2007
G. Bidini, Turbomacchine, Ed. Anteo, Perugia, 2008
G. Bidini, Macchine volumetriche, Ed. Anteo, Perugia, 2009.
G. Bidini. Esercizi di impianti di conversione dell’energia, Ed Margiacchi-Galeno, Perugia, 2004
MODALITÀ DI VERIFICA DEL PROFITTO:
L’esame è composto di una prova scritta e una orale. La valutazione della prova scritta consiste in
un giudizio di ammissione/non ammissione alla prova orale, che è la sede di definizione del voto
finale dell’esame.