Università Roma Tre

Classificazione delle macchine, principi di funzionamento delle macchine e degli impianti sede di processi di conversione energetica.

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. Cenni sulla regolazione.
Turbine idrauliche: potenza e rendimento, tipologie, cavitazione nelle turbine idrauliche a reazione, recupero energetico allo scarico.
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 motori a vapore. Schema elementare, cicli di Rankine e Hirn, parametri che influenzano le prestazioni dell’impianto, surriscaldamento del vapore e rigenerazione termica. Macchine e apparecchiature impiegate nell’impianto, stato dell’arte, prospettive e linee di sviluppo. Impianti a fluido organico operanti secondo il ciclo di Rankine (ORC).
Impianti con turbina a gas. Analisi del ciclo base di riferimento, influenza dei parametri operativi del ciclo. Modifiche al ciclo base: rigenerazione termica, frazionamento della compressione e/o della espansione. Macchine e apparecchiature impiegate nell’impianto, prestazioni impianti reali, prospettive e linee di sviluppo.
Impianti Combinati Gas-Vapore. Configurazioni impiantistiche, influenza dei parametri operativi del ciclo, prestazioni.
Impianti Cogenerativi basati su turbine a vapore, turbine a gas motori alternativi a combustione interna. Indici di prestazione degli impianti di cogenerazione. Configurazioni basate su turbina a vapore in contropressione e su turbina a condensazione con estrazione di vapore a pressione controllata. Impianti cogenerativi basati su turbina a gas con recupero allo scarico e su impianti combinati gas-vapore.
Impianti per produzione di freddo e calore operanti secondo cicli inversi a compressione di aria e a compressione di vapore.

Testi consigliati di riferimento:
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.

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, 1996;