L’obiettivo del corso è di fornire gli strumenti e le nozioni per una approfondita comprensione del funzionamento delle turbomacchine con particolare riferimento alle turbine a gas sia industriali che aeronautiche.
Conoscenze erogate:
cc1: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria meccanica, nella quale sono capaci di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. La capacità di comprendere un contesto multidisciplinare in ambito ingegneristico e di operare in ottica problem solving.,
cc11: La conoscenza del settore delle macchine approfondendo gli aspetti propriamente connessi con i sistemi per produrre e trasformare l'energia, con riferimento anche alle energie rinnovabili, e/o gli aspetti correlati con i sistemi di propulsione. La comprensione del ruolo svolto dalle diverse tecnologie energetiche al fine di garantire la sostenibilità ambientale ed economica della produzione.
Competenze acquisite:
ca1: La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare problemi e formulare soluzioni, nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare, progettare e realizzare e verificare, sistemi ed apparati anche di elevata complessità funzionale, tenendo conto di implicazioni relative agli aspetti ambientali, economici ed etici, il tutto attraverso l’uso di metodi consolidati;,
ca2: La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per analizzare e ottimizzare apparati e sistemi meccanici, nonché di innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di progettazione, confrontandosi con continuità con la rapida evoluzione propria dell’ambito dell’ingegneria meccanica.,
ca4: La capacità di realizzare progetti ingegneristici adeguati al loro livello di conoscenza e di comprensione, lavorando in collaborazione con ingegneri e non ingegneri. I progetti possono riguardare componenti, apparati e sistemi meccanici di vario genere e per le più ampie applicazioni.,
ca6: La capacità di identificare, localizzare e ottenere dati e informazioni necessari alla valutazione.,
ca11: Le capacità migliorate di presentare in forma scritta, verbale e, eventualmente. multimediale, le proprie argomentazioni e i risultati del proprio studio o lavoro, con caratteristiche di organicità e rigore tecnico.,
ca15: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
Metodi Didattici
Lezioni frontali con l'ausilio di dispense fornite dal docente.
Altre Informazioni
Consultare il sito ufficiale dell'insegnamento, per l'accesso chiedere
informazioni al docente: MOODLE https://e-l.unifi.it/
Modalità di verifica apprendimento
La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di tre esercitazioni delle quali si richiede di presentare l'elaborato al momento dell'esame che consiste di una sola prova orale.
Le esercitazioni consistono nel progetto di massima di diverse configurazioni di turbomacchine e il loro svolgimento viene valutato al momento dell'esame. Seguono una o due domande volte a verificare la comprensione e la preparazione degli argomenti del corso da parte dello studente.
Lo studente dovra' dimostrare di essere in grado di applicare concetti, metodi e modelli trattati durante il corso alla progettazione di massima di componenti di turbomacchine e la verifica di cio' viene effettuata sulla base dello svolgimento delle esercitazioni. Dovra' poi dimostrare di aver acquisito una buona conoscenza degli argomenti del corso.
Programma del corso
COMPRESSORI:
- Utilizzo della teoria elementare, triangoli di velocità scambi energetici.
- Tipologie di palettature, flusso interpalare, strato limite e diffusione.
- Flusso meridiano ed effetti tridimensionali.
- Cenni al funzionamento fuori progetto
- Palettature per compressori assiali
- Palettature per compressori centrifughi
- Bilanci di stadio, stallo, choke
POMPE:
- Dettagli delle caratteristiche di funzionamento.
- Tipologie di giranti, diffusori e volute.
- Cavitazione e NPSH.
- Progettazione e dimensionamento delle pompe.
TURBINE:
- Approfondimenti della teoria elementare.
- Flusso interpalare, perdite di profilo, tipologie di flusso transonico.
- flusso meridiano ed effetti tridimensionali.
- Palettature per turbine assiali.
- Analisi dettagliata dello stadio.
- Correlazioni di perdita.
AEROELASTICITÀ
- fenomeni aeroelastici e loro cause, analisi aeroelastica sperimentale e numerica
- angolo di sfasamento interpalare e diametri nodali, modi reali e complessi
- progettazione a risposta forzata e a flutter
AEROACUSTICA
- onde acustiche, tipologie di rumore e relative sorgenti, grandezze acustiche
- acustica dei condotti, analisi aeroacustica sperimentale e numerica, onde cut-on e cut-off
- tecniche di progettazione aeroacustica e abbattimento del rumore