DISPONIBILITÀ E FABBISOGNI DI ENERGIA. DISTRIBUZIONE E UTILIZZAZIONE DELL’ENERGIA. DIAGRAMMA DI CARICO. COEFFICIENTE DI UTILIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI DI PRODUZIONE.
IMPIANTI MOTORI IDRAULICI: AD ACQUA FLUENTE, A BACINO, AD ACCUMULAZIONE.
UTILIZZAZIONE DELL’ENERGIA EOLICA: AEROMOTORI.
SISTEMI E CAMPI GEOTERMICI. IMPIANTI GEOTERMICI.
IMPIANTI MOTORI TERMICI. IL PROCESSO DI COMBUSTIONE E I COMBUSTIBILI. RENDIMENTO DI UN IMPIANTO MOTORE TERMICO.
IMPIANTI MOTORI A VAPORE: CICLO DI HIRN, CONDIZIONI AL GENERATORE DI VAPORE E AL CONDENSATORE, RIGENERAZIONE TERMICA.
IMPIANTI CON TURBINE A GAS: CICLO IDEALE E LIMITE, FUNZIONAMENTO REALE, RIGENERAZIONE TERMICA, LINEE DI SVILUPPO E PROSPETTIVE, APPLICAZIONI ALLA PROPULSIONE AEREA.
IMPIANTI COMBINATI GAS-VAPORE: ANALISI TERMODINAMICA, APPLICAZIONI COGENERATIVE.
MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA: CICLI TERMODINAMICI DI RIFERIMENTO, PARAMETRI CHE NE INFLUENZANO LE PRESTAZIONI, CARATTERISTICHE DI IMPIEGO.
IMPIANTI FRIGORIFERI: CICLI TERMODINAMICI DI RIFERIMENTO, POMPE DI CALORE, MACCHINE AD ASSORBIMENTO.
CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE, PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLE MACCHINE A CAMERE CHIUSE ED A CANALI APERTI, PRESTAZIONI, MODELLI PER LO STUDIO DELLE MACCHINE.
MACCHINE ELEMENTARI OPERATRICI (POMPE E COMPRESSORI) A CAMERE CHIUSE: DIAGRAMMI INDICATI LIMITI E REALI, INFLUENZA DELL’INERZIA DEL FLUIDO SULLE PRESTAZIONI. CALCOLO DELLA PORTATA E DELLA POTENZA IN RELAZIONE ALLE PRESSIONI DI ASPIRAZIONE E MANDATA.
TURBOMACCHINE: EFFLUSSO NEI CONDOTTI DELLE TURBOMACCHINE, SCAMBI DI LAVORO TRA FLUIDO E PALETTATURA, TRIANGOLI DI VELOCITÀ, GRADO DI REAZIONE. TEORIA DELLA SIMILITUDINE, CRITERI DI SIMILITUDINE, NUMERO DI GIRI SPECIFICO.
TURBINE IDRAULICHE: POTENZE E RENDIMENTI, TIPOLOGIA, RECUPERO ENERGETICO ALLO SCARICO.
TURBINE A FLUIDO COMPRIMIBILE: STADI ASSIALI AD AZIONE E REAZIONE, RENDIMENTO DI PALETTATURA, CONDIZIONI OTTIMALI DI FUNZIONAMENTO, RENDIMENTO DI STADIO. LIMITI DI POTENZA DELLE TURBINE, CENNI SULLA REGOLAZIONE.
TURBOMACCHINE OPERATRICI: CURVE CARATTERISTICHE, APPLICAZIONI DELLA TEORIA DELLA SIMILITUDINE, CAVITAZIONE NELLE MACCHINE IDRAULICHE. ACCOPPIAMENTO TRA MACCHINA E CIRCUITO IDRAULICO.
DURANTE IL CORSO SARANNO ASSEGNATI ESERCIZI RIGUARDANTI APPLICAZIONI NOTEVOLI E SARANNO SVOLTE ESERCITAZIONI AL RIGUARDO. SONO DI REGOLA PREVISTE VISITE PRESSO IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI POTENZA ELETTRICA E PRESSO AZIENDE COSTRUTTRICI DI MACCHINE E APPARECCHIATURE.

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.
GIACOSA D., MOTORI ENDOTERMICI, ED. U. HOEPLI, MILANO, 1986.
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.
HEYWOOD J. B., INTERNAL COMBUSTION ENGINE FUNDAMENTALS, MCGRAW-HILL, SINGAPORE, 1988.

1. L’azienda industriale. Definizione di impresa industriale, le principali funzioni aziendali, le tipologie organizzative. Cenni di strategia aziendale e fattori del vantaggio competitivo.
2. La pianificazione, programmazione e controllo della produzione. Logiche push e pull. La produzione a scorta e a fabbisogno (sistemi make to stock, assemble to order, make to order e engineering to order). La programmazione aggregata. Il piano principale di produzione ed il metodo MRP per la pianificazione dei fabbisogni di materiale. Le verifiche di capacità RCCP e CRP. Lo scheduling degli ordini di lavorazione.
3. La gestione delle scorte. Funzione delle scorte e principali tipologie. Costi rilevanti. Lotto economico con consegne istantanee, graduali e con sconti quantità. Tecniche di gestione “a scorta” (metodo a livello di riordino e a ciclo di riordino, a copertura libera e totale). Determinazione della scorta di sicurezza (metodo della minimizzazione dei costi e del livello di servizio assegnato). Fattori influenzanti la scorta di sicurezza. Benefici della centralizzazione delle scorte. La gestione delle scorte a fabbisogno: metodo lot by lot e tecniche di lottizzazione dei fabbisogni. Approvvigionamento sul singolo periodo con domanda aleatoria. Analisi ABC. Indici di prestazione nella gestione delle scorte.
4. Analisi delle prestazioni dei sistemi produttivi. Schema a blocchi e valutazione delle prestazioni di un sistema produttivo in condizioni deterministiche (definizione di capacità produttiva di una risorsa e di un processo, saturazione delle risorse, bottlenecks, legge di Little). La stima delle prestazioni reali mediante modelli stocastici basati su teoria delle code. Analisi del throughput e lead time in funzione del WIP. Cenni alla simulazione ad eventi discreti.
5. La produzione discontinua a lotti. Differenze tra batching seriale e parallelo. L’effetto della dimensione dei lotti sulla capacità produttiva e sul tempo di attraversamento. Il lotto economico di produzione e l’effetto della riduzione dei costi di setup. Il criterio del lotto economico nella programmazione della produzione: la produzione per campagne.
6. Lo studio del lavoro e l’assegnazione dei compiti alle risorse. Studio dei metodi di lavoro. Determinazione dei tempi standard: cronometraggio, tempi predeterminati (MTM, work factor e MOST), osservazioni istantanee (work sampling). Valutazione del tempo ciclo in caso di interazione uomo-macchina. Le curve di apprendimento. Assegnazione dei compiti alle risorse.
7. Produzione snella, Just in time ed i sistemi di produzione pull. Il Toyota Production System e gli strumenti del lean manufacturing. Il metodo Kanban per l'implementazione di flussi pull. Il sequenziamento di linee mixed model. Il sistema CONWIP. Confronto prestazionale tra sistemi push e pull.
8. Affidabilità. Definizione ed espressione parametrica delle funzioni affidabilistiche (probabilità di guasto, affidabilità, tasso di guasto, distribuzione di densità di guasto). L’affidabilità dei sistemi: serie, parallelo, serie-parallelo e parallelo-serie, r-di-n, con stand-by, metodi per stima affidabilità di sistemi complessi. Calcolo della vita media di componenti e sistemi, il MTTF e MTBF. La disponibilità dei sistemi riparabili.
9. Manutenzione. Classificazione e scelta delle modalità di manutenzione (a guasto, preventiva, su condizione, migliorativa e straordinaria). I costi della manutenzione. Analisi delle politiche di manutenzione preventiva: affidabilità, MTTF e MTBF, ottimizzazione della frequenza a data costante, ed età costante. Pianificazione della capacità delle risorse adibite alla manutenzione. Criteri di gestione delle scorte dei materiali di manutenzione. Criteri di organizzazione del servizio manutenzione.

Dispense distribuite dal docente

CONCETTO DI MISURA E CATENA DI MISURA. GRANDEZZE FISICHE, LORO DIMENSIONI E SISTEMI DI UNITÀ DI MISURA.
CLASSIFICAZIONE DEGLI STRUMENTI E CARATTERISTICHE METROLOGICHE STATICHE E DINAMICHE. STRUMENTI DEL I E DEL II ORDINE. ERRORI ED INCERTEZZA DI MISURA, VALUTAZIONE E PROPAGAZIONE DEGLI ERRORI. NORMATIVA NAZIONALE ED INTERNAZIONALE. TARATURA DEGLI STRUMENTI E METODI DI INTERPOLAZIONE. QUALITÀ E RIFERIBILITÀ DELLE MISURE. SENSORI E TRASDUTTORI.
STRUMENTI TERMINALI ANALOGICI E DIGITALI. OSCILLOSCOPIO. PONTE DI WHEATSTONE E CIRCUITI VOLTAMPEROMETRICI. ADATTAMENTO DI IMPEDENZA. AMPLIFICATORI E FILTRI.
CENNI DI ANALISI DEI SEGNALI, RISPOSTA IN FREQUENZA DEI SISTEMI. COMPORTAMENTO DINAMICO DEGLI STRUMENTI. CAMPIONAMENTO, ALIASING. SISTEMI AUTOMATICI DI ACQUISIZIONE E STRUMENTAZIONE VIRTUALE: PROGRAMMAZIONE ED USO.
MISURE DI LUNGHEZZA E SPOSTAMENTO: STRUMENTI MECCANICI, OTTICI ED ELETTRICI; LVDT E TRASDUTTORI SENZA CONTATTO. MISURE DI DEFORMAZIONE: ESTENSIMETRI MECCANICI, ELETTRICI A RESISTENZA ED OTTICO-MECCANICI. DETERMINAZIONE DI SOLLECITAZIONI SEMPLICI. MISURE DI MASSA E FORZA. TORSIOMETRI. MISURE DI PRESSIONE: MANOMETRI A LIQUIDO E METALLICI E LORO TARATURA. MISURE DI VELOCITÀ. MISURE DI VELOCITÀ DI FLUIDI: TUBO DI PITOT E VENTOLINA. ANEMOMETRO A FILO CALDO. MISURE DI PORTATA. MISURE DI POTENZA.
MISURE DI TEMPERATURA: TEMPERATURA TERMODINAMICA; SIT 90; TERMOMETRI PRIMARI. TERMOMETRO A GAS, A LIQUIDO, METALLICI ED A VAPOR SATURO. TERMOMETRI A RESISTENZA E RELATIVI CIRCUITI DI UTILIZZAZIONE. TERMOCOPPIE E PIROMETRI.
TRASDUTTORI PIEZOELETTRICI, RELATIVE CATENE DI MISURA E TARATURA. MISURE DI VIBRAZIONE E ACCELERAZIONE.

APPUNTI DISTRIBUITI DAL DOCENTE.
FRANCESCO PAOLO BRANCA "MISURE MECCANICHE" E.S.A. EDITRICE.
RINALDO VALLASCAS "FONDAMENTI DI MISURE MECCANICHE E TERMICHE. GRANDEZZE STATICHE E SISTEMI" HOEPLI 2008.
RINALDO VALLASCAS E FEDERICO PATANÉ "MISURE MECCANICHE E TERMICHE. GRANDEZZE TEMPO-VARIANTI" HOEPLI 2007
PAOLO CAPPA "SENSORI E TRASDUTTORI PER MISURE MECCANICHE E TERMICHE" BORGIA EDITORE.
ERNEST O. DOEBELIN "STRUMENTI E METODI DI MISURA" A CURA DI ALFREDO CIGADA E MICHELE GASPARETTO, MCGRAW-HILL COMPANIES, 2008.
ERNEST O. DOEBELIN "MEASUREMENT SYSTEMS APPLICATION AND DESIGN" 4TH EDITION MCGRAW-HILL HIGHER EDUCATION, NEW YORK, USA, 1990.
THOMAS G. BECKWITH, ROY D. MARANGONI, JOHN H. LIENHARD "MECHANICAL MEASUREMENTS" ADDISON-WESLEY PUB COMPANY, READING MA, USA, 1995.

INTRODUZIONE AL CORSO. LE TECNOLOGIE COME TRASFORMAZIONI DI STATI. RELAZIONE TRA SISTEMA TECNOLOGICO E IL MATERIALE. RELAZIONE TRA IL SISTEMA TECNOLOGICO E GLI ASPETTI ECONOMICI, GESTIONALI E DI MERCATO. CRITERI TECNOLOGICI DI SELEZIONE DEI PROCESSI. CRITERI ECONOMICI DI VALUTAZIONE. LA TECNOLOGIA COME VARIABILE STRATEGICA. L’INNOVAZIONE TECNOLOGICA.
FONDERIA. CLASSIFICAZIONE DEI PROCESSI DI FONDERIA. FONDERIA IN FORME TRANSITORIE E IN FORME PERMANENTI. REALIZZAZIONE DELLE FORME. CICLO DI FABBRICAZIONE DEI GETTI. FUSIONE DEI METALLI E DELLE LEGHE. TECNICHE DI COLATA. COLABILITÀ DEI MATERIALI DA FONDERIA. MECCANISMI DI SOLIDIFICAZIONE DEI GETTI. MICROSTRUTTURA NEI GETTI. EFFETTI DEL RAFFREDDAMENTO. FENOMENO DEL RITIRO. TENSIONI DI RITIRO. QUALITÀ E DIFETTI NEI GETTI.
LAVORAZIONI PER DEFORMAZIONE PLASTICA. STRUTTURA CRISTALLINA DEI MATERIALI METALLICI. MECCANICA DELLA DEFORMAZIONE PLASTICA. FORZE E TENSIONI. MISURA DELLE DEFORMAZIONI. ANALISI IN CONDIZIONI DI CARICO MONO ASSIALE. RELAZIONI TRA TENSIONI E DEFORMAZIONI. CARATTERIZZAZIONE MECCANICA: PROVE DI TRAZIONE, COMPRESSIONE, FLESSIONE, INDENTAZIONE. PROCESSI DI FORMATURA MASSIVA. FORGIATURA. STAMPAGGIO. ESTRUSIONE. TRAFILATURA. LAMINAZIONE DEI METALLI. PROCESSI DI FORMATURA A FREDDO DELLE LAMIERE. TRANCIATURA. PIEGATURA. IMBUTITURA. TECNOLOGIE INNOVATIVE DI FORMATURA DELLE LAMIERE.
LAVORAZIONI PER ASPORTAZIONI DI TRUCIOLO. MECCANICA DELLA FORMAZIONE DEL TRUCIOLO. UTENSILI DA TAGLIO. MATERIALI PER UTENSILI. DURATA DEGLI UTENSILI. ECONOMIA DEL TAGLIO. TORNITURA. FORATURA. FRESATURA PERIFERICA E FRONTALE. TAGLIO DELLE RUOTE DENTATE. RETTIFICATURA. MACCHINE UTENSILI.
PROCESSI DI COLLEGAMENTO. SALDATURE AUTOGENE ED ETEROGENEE. SALDATURA ALLA FIAMMA OSSIACETILENICA, SALDATURA AD ARCO, ATMOSFERA CONTROLLATA, RESISTENZA. SALDATURE CON TECNICHE NON CONVENZIONALI. BRASATURA E SALDOBRASATURA. INCOLLAGGIO. FISSAGGIO MECCANICO. UNIONE DEI MATERIALI NON METALLICI. CONSIDERAZIONI SULLA PROGETTAZIONE DEI COLLEGAMENTI. CONSIDERAZIONI ECONOMICHE.
LE TECNOLOGIE NON CONVENZIONALI. WATER-JET MACHINING. ELECTRICAL-DISCHARGE MACHINING. LASER BEAM MACHINING. LASER ASSISTED MACHINING. ELECTRON BEAM MACHINING. PLASMA-ARC CUTTING. CHEMICAL MACHINING. ELECTROCHEMICAL MACHINING. ASPETTI ECONOMICI.
MATERIALI POLIMERICI. CENNI SULLE PROPRIETÀ DEI MATERIALI POLIMERICI. ESTRUSORI. MACCHINE PER LO STAMPAGGIO AD INIEZIONE, LO STAMPAGGIO DIRETTO, LO STAMPAGGIO PER SOFFIAGGIO, LO STAMPAGGIO ROTAZIONALE, LA FILATURA E LA TERMOFORMATURA.
MATERIALI COMPOSITI. CENNI SULLE PROPRIETÀ DEI MATERIALI COMPOSITI. PROPRIETÀ DEI MATERIALI COMPOSITI E TECNOLOGIE DI PRODUZIONE. PROCESSI DI FABBRICAZIONE DEI MATERIALI COMPOSITI. TECNOLOGIE MANUALI E AD ELEVATA AUTOMAZIONE.
ESERCITAZIONI. DURANTE LE ESERCITAZIONI VENGONO SVILUPPATI GLI ASPETTI APPLICATIVI E PROGETTUALI DEGLI ARGOMENTI TRATTATI.

SEROPE KALPAKJIAN, STEVEN R. SCHMID, TECNOLOGIA MECCANICA, 5 ED. PEARSON- PRENTICE HALL.
F. GIUSTI, M. SANTOCHI, TECNOLOGIA MECCANICA E STUDI DI FABBRICAZIONE, ED. AMBROSIANA MILANO.
F. GABRIELLI, R. IPPOLITO, F. MICARI, ANALISI E TECNOLOGIE DELLE LAVORAZIONI MECCANICHE, MC GRAW-HILL.
APPUNTI DELLE LEZIONI.

MOTORI VOLUMETRICI AD ACCENSIONE SPONTANEA E COMANDATA.
ARCHITETTURA E ORGANIZZAZIONE MECCANICA DEI MOTORI VOLUMETRICI. DISAMINA DELLE PROBLEMATICHE DINAMICHE E DEI CARICHI TERMOSTRUTTURALI DEL MOTORE E DEI PRINCIPALI COMPONENTI.
CARATTERISTICHE E PRESTAZIONI DELL’ASSIEME MOTORE-UTILIZZATORE PER DIVERSE APPLICAZIONI.
ALIMENTAZIONE NEI MOTORI QUATTRO TEMPI. ANALISI QUASI-STAZIONARIA DEL FLUSSO NEI CONDOTTI E ATTRAVERSO LE VALVOLE. ALIMENTAZIONE NEI MOTORI DUE TEMPI. FENOMENI NON STAZIONARI NEI SISTEMI DI ASPIRAZIONE E SCARICO. MODELLI DI CALCOLO.
LA SOVRALIMENTAZIONE: DEFINIZIONI, SCOPI E CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI. LA SOVRALIMENTAZIONE DEI MOTORI QUATTRO TEMPI E DEI MOTORI DUE TEMPI. LA SOVRALIMENTAZIONE VOLUMETRICA E LA TURBOSOVRALIMENTAZIONE. MODELLI DI CALCOLO E DI ANALISI DELLE PRESTAZIONI DI MOTORI SOVRALIMENTATI.
CARATTERIZZAZIONE DEI COMBUSTIBILI E DEGLI OLI LUBRIFICANTI IMPIEGATI NEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA VOLUMETRICI.
ALIMENTAZIONE DEL COMBUSTIBILE NEI MOTORI AD ACCENSIONE COMANDATA. SISTEMI CON CARBURATORE. SISTEMI DI INIEZIONE DIRETTA E INDIRETTA.
ALIMENTAZIONE DEL COMBUSTIBILE NEI MOTORI DIESEL. DESCRIZIONE DEI SISTEMI DI INIEZIONE. MODELLAZIONE E ANALISI DELLE PRESTAZIONI DEI SISTEMI A MEDIA E ALTA PRESSIONE DI INIEZIONE. ANALISI DELLA FORMAZIONE DEL GETTO DI COMBUSTIBILE, DEL PROCESSO DI VAPORIZZAZIONE E DELLA FORMAZIONE DELLA CARICA.
CARATTERIZZAZIONE DELLE CONDIZIONI DI MOTO DELLA CARICA NEL CILINDRO. MODELLI DI ANALISI E TECNICHE DI MISURA.
COMBUSTIONE NEI MOTORI AD ACCENSIONE COMANDATA. MODELLI DI INTERPRETAZIONE DEI FENOMENI E DI ANALISI DEL PROCESSO DI COMBUSTIONE. COMBUSTIONI ANOMALE. TECNICHE DI INDAGINE E DI MISURA.
COMBUSTIONE NEI MOTORI DIESEL. EVIDENZE SPERIMENTALI. MODELLI DI ANALISI DI TIPO TERMODINAMICO E MULTIDIMENSIONALE.
FORMAZIONE E CONTROLLO DEGLI INQUINANTI. CARATTERIZZAZIONE DEGLI INQUINANTI GASSOSI E DEL PARTICOLATO ALLO SCARICO DEI MOTORI, ANALISI DEL PROCESSO DI FORMAZIONE E TECNICHE DI ABBATTIMENTO. MISURA DELLE EMISSIONI NEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA.
PERDITE MECCANICHE. ANALISI ADIMENSIONALE E CRITERI DI VALUTAZIONE.
RUMOROSITÀ DEI MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA VOLUMETRICI. RUMORE MECCANICO, DI COMBUSTIONE E GASDINAMICO. TECNICHE DI MISURA E DI ABBATTIMENTO DEL RUMORE.
FLUSSI DI CALORE ALL’INTERNO DEL MOTORE E CARICHI TERMICI NEI PRINCIPALI ORGANI. MODELLI DI CALCOLO E TECNICHE DI MISURA. SISTEMI DI RAFFREDDAMENTO, A LIQUIDO E AD ARIA.
BILANCIO ENERGETICO E IMPIANTI DI COGENERAZIONE.

TURBINE A GAS
ARCHITETTURA DELLE TURBINE A GAS PER LA PROPULSIONE E PER IMPIEGHI INDUSTRIALI.
ANALISI DELLE PRESTAZIONI E VALUTAZIONE DELLE CARATTERISTICHE FUNZIONALI DI COMPRESSORI, CAMERE DI COMBUSTIONE, TURBINE, E DEI PRINCIPALI SISTEMI AUSILIARI PER DIFFERENTI ASSETTI E DIVERSE CONDIZIONI OPERATIVE E AMBIENTALI.
MODALITÀ DI REGOLAZIONE DEI PRINCIPALI COMPONENTI E DELL’ASSIEME TURBINA A GAS-UTILIZZATORE.
L’AERODINAMICA INTERNA DELLA CAMERA DI COMBUSTIONE, I FLUSSI DI CALORE ALLE PARETI E LE TECNICHE DI RAFFREDDAMENTO.
I SISTEMI DI ALIMENTAZIONE DEL COMBUSTIBILE, LIQUIDO E GASSOSO.
ASPETTI GENERALI SULLA COMBUSTIONE.

-GIANCARLO FERRARI “MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA” ED. IL CAPITELLO TORINO, 2001
-J.B.HEYWOOD “INTERNAL COMBUSTION ENGINE FUNDAMENTALS” MCGRAW-HILL, INC, 1988
-H.I. SARAVANAMUTTOO, H.COHEN, G.F. ROGERS “GAS TURBINE THEORY” PRENTICE HALL, 2001
-H. LEFEBVRE “GAS TURBINE COMBUSTION” ED.TAYLOR & FRANCIS, PHILADELPHIA, 1999