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APPLICAZIONI INDUSTRIALI ELETTRICHE
(obiettivi)
Il corso ha l’obiettivo di presentare i principi e le metodologie necessarie alla trattazione delle problematiche proprie delle applicazioni elettriche con particolare riferimento a quelle delle macchine e degli impianti elettrici in contesti associati alle tecnologie per il mare. In tale ambito, lo studente sarà in grado di affrontare la soluzione di semplici quesiti progettuali, acquisirà inoltre le competenze necessarie alla scelta ed all’impiego sia delle più comuni macchine elettriche utilizzate nei sistemi elettrici sia dei componenti base degli impianti elettrici utilizzati in ambito industriale e marino.
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SOLERO LUCA
( programma)
Circuiti in Regime Continuo
Richiami sui concetti di carica e corrente elettrica. Richiami sui concetti di campo elettrico e tensione elettrica. Reti elettriche. Circuiti Resistivi: legge di Ohm generalizzata, I° e II° principio di Kirchhoff, collegamento in serie e in parallelo di resistenze, trasformazioni stella-triangolo e triangolo-stella, teorema di Millman, teorema di Thevenin, potenza e energia, legge di Joule, bilancio delle potenze. Cenni su fenomeni dielettrici e condensatore: capacità di un condensatore piano, transitori di carica e scarica di un condensatore, collegamento di condensatori in serie e parallelo, energia del campo elettrico. Cenni su fenomeni magnetici e induttori: flusso e induzione, induttanza, transitori di carica e scarica di un induttore, energia del campo magnetico, mutua induzione, forze elettromagnetiche, forze elettrodinamiche, curva di magnetizzazione, isteresi magnetica, correnti parassite, forza magneto-motrice, riluttanza. Circuitimagnetici.
Circuiti Monofase in Regime Sinusoidale
Generalità sulla corrente alternata e sua rappresentazione: relazione di fase, somma e differenza, valore efficace e valore medio, rappresentazione simbolica, circuiti R-L, circuiti R-C, collegamento di impedenze in serie e in parallelo, ammettenza, circuiti risonanti. Potenze: potenza istantanea e potenza attiva, potenza reattiva, potenza apparente, fattore di potenza, metodo delle potenze. Caduta di tensione su una linea monofase. Rifasamento. Circuiti magnetici.
Circuiti Trifase in Regime Sinusoidale
Generalità sui sistemi trifase, collegamento a stella, collegamento a triangolo. Potenza elettrica, metodo delle potenze, misura della potenza elettrica. Caduta di tensione su una linea trifase. Rifasamento nei sistemi trifase.
Trasformatore
Circuiti mutuamente accoppiati, trasformatore ideale, trasformatore reale, proprietà dei materiali magnetici, caratteristiche costruttive, circuito equivalente, trasformatore trifase, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione dei trasformatori, variazione della tensione da funzionamento a vuoto a funzionamento a carico, funzionamento di trasformatori in parallelo, cenni sull’autotrasformatore. Conversione Statica Cenni sulla conversione statica.
Campo Magnetico Rotante e Macchina a Induzione
Teoria del campo magnetico rotante, principio di funzionamento e caratteristiche costruttive, circuito equivalente, perdite e rendimento, prove di caratterizzazione di una macchina a induzione, espressione della coppia e caratteristica meccanica.
Macchina Sincrona
Cenni su principio di funzionamento e reazione di indotto, circuito equivalente di Behn Eschemburg, espressione della coppia e caratteristica meccanica, cenni su perdite e rendimento, manovra di parallelo di un generatore sincrono e regolazione del carico.
Impianti Elettrici
Componenti e sistemi utilizzati negli impianti di generazione, trasporto e distribuzione della potenza elettrica; protezione dalle sovratensioni e dalle sovracorrenti; cabinedi distribuzione in bt; impianti di rifasamento; dimensionamento di impianti utilizzatori in b.t.; selettività e coordinamento dei dispositivi di protezione. Effetti della corrente elettrica sul corpo umano; impianti di messa a terra; sicurezza degli impianti elettrici e apparecchiature per la protezione dai contatti indiretti.
( testi)
Testi Consigliati
- G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 1 - Principi - Società Editrice Esculapio
- G. Chitarin, F. Gnesotto, M. Guarnieri, A. Maschio, A. Stella - Elettrotecnica, 2 - Applicazioni - Società Editrice Esculapio
- Materiale di Integrazione, Esercitazioni ed Esercizi d’esame - https://ingegneria.el.uniroma3.it/
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ING-IND/32
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Attività formative caratterizzanti
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ANALISI MATEMATICA II
(obiettivi)
Fornire ulteriori conoscenze e strumenti di Analisi Matematica, indispensabili per una adeguata comprensione dei metodi e dei modelli matematici che interessano l'Ingegneria. In particolare integrali di funzioni di più variabili ed equazioni e sistemi di equazioni differenziali. La formazione viene integrata con elementi di probabilità e statistica.
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PALUMBO BIAGIO
( programma)
Richiami sugli integrali. Equazioni differenziali risolubili per integrazione diretta. Equazioni lineari di primo ordine, omogenee e non omogenee. Equazione di Bernoulli. Equazioni a variabili separabili. Equazioni lineari di ordine qualsiasi. Equazioni lineari a coefficienti costanti. Equazioni lineari non omogenee: metodo dei coefficienti indeterminati e metodo della variazione delle costanti. Casi particolari di equazioni differenziali a coefficienti variabili: equazione di Eulero, equazioni risolubili con abbassamento d'ordine.
Cenni sulla topologia naturale in R^n. Funzioni di più variabili. Limiti e continuità di funzioni di più variabili. Derivate parziali prime e di ordini successivi. Lemma di Schwarz. Massimi e minimi relativi di funzioni di più variabili. Uso del determinante hessiano per determinare la natura dei punti stazionari. Esempi di calcolo di massimi e minimi assoluti di funzioni di due variabili in insiemi compatti.
Cenni sulla teoria della misura di Peano-Jordan in R^n. Integrali multipli. Domini normali nel piano e nello spazio. Formula di riduzione per gli integrali doppi e tripli. Cambi di variabili negli integrali multipli. Casi particolari: cambi di variabili lineari, coordinate polari e generalizzazioni, coordinate sferiche e generalizzazioni. Applicazioni degli integrali multipli: baricentri, momenti d'inerzia.
Lunghezza di un arco di curva. Curve regolari. Integrali curvilinei di campi scalari e vettoriali. Campi conservativi. Teorema di Green nel piano.
Superfici regolari. Area di una superficie regolare. Integrali superficiali di campi scalari e vettoriali. Teorema di Stokes. Teorema di Green nello spazio.
( testi)
Dispense fornite dal docente su equazioni differenziali e funzioni di più variabili.
Per la parte relativa agli integrali: B. Palumbo, "Integrali di funzioni di più variabili", ed. Accademica, seconda edizione (2009)
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MAT/05
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Attività formative di base
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20810129 -
SCIENZA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI
(obiettivi)
(i) Acquisire familiarità con i diversi livelli di organizzazione strutturale (atomico, cristallino, nanometrico, microscopico, mesoscopico) e con le deviazioni dalla perfezione strutturale (difetti strutturali) che coesistono nei materiali. Comprendere gli effetti della nanostruttura e della microstruttura sulle proprietà meccaniche e sulle prestazioni meccaniche dei materiali. Comprendere le basi scientifiche per lo sviluppo della nanostruttura e della microstruttura nei materiali. Comprendere le correlazioni nanostruttura-microstruttura-processo-proprietà-prestazioni nei materiali.
(ii) Il corso ha l’obiettivo di presentare i materiali di impiego diffuso nell’Ingegneria Meccanica con particolare attenzione alla classe dei materiali metallici: famiglie degli acciai, delle ghise, delle leghe leggere e delle leghe per impieghi ad alta temperatura. Vengono altresì introdotti i principali materiali delle altre classi. Sono affrontati i concetti fondamentali per correlare le proprietà dei differenti materiali in base alla loro natura, alla loro produzione ed ai processi di formatura. Vengono infine forniti elementi quali nozioni sulla classificazione e sulle principali problematiche di impiego.
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LANZARA GIULIA
( programma)
Introduzione al mondo dei materiali
- Richiami storici, evoluzione dei materiali, uno sguardo al loro interno e un cenno alle trasformazioni
- Proprietà e prestazioni dei componenti
Proprietà di base e comportamento elastico
- Proprietà intrinseche
- Proprietà estrinseche
- Sistemi di sollecitazione meccanica: corpo rigido, corpo deformabile, meccanica del continuo; elasticità lineare, legge di Hooke, comportamento elastico del solido isotropo
Composizione e struttura della materia a diverse scale dimensionali
- Composizione: molecola, legame chimico; materiali ionici, materiali molecolari
- Origine termodinamica dell’elasticità
- Strutture: amorfe e cristalline, reticoli di Bravais e indici di Miller
- Difetti nei solidi cristallini: reticolari di punto, di linea e di superficie
Comportamento meccanico dei materiali
- Influenza di T e t sul comportamento meccanico in funzione della natura del materiale
- Sollecitazioni statiche a trazione a bassa T: curva sforzo-deformazione (campo elastico, campo plastico, punti critici)
- Proprietà meccaniche: duttilità, durezza, fragilità, resilienza e tenacità (tecniche di misura delle proprietà)
- Meccanica della frattura: teoria energetica di Griffith, fattore di intensificazione degli sforzi, tenacità a frattura
- Sollecitazioni dinamiche: fatica, curva di Wohler, legge di Paris-Erdogan
Sistemi mono e plurifasici
- Termodinamica dei sistemi: Termodinamica degli stati condensati, concetti di base, primo principio, secondo principio, condizioni di equilibrio, stati di non equilibrio, I e II principio insieme, funzioni di stato caratteristiche
- solubilità allo stato solido: curve di raffreddamento di sistemi ad un componente, stato di aggregazione, regole di Hume-Rothery, soluzioni solide, fase
- dipendenza della solubilità da composizione, temperatura e pressione: regola di Gibbs e della leva, energia di Gibbs, curve di Gibbs, equilibri delle fasi nei sistemi binari
- trasformazioni di fase allo stato solido: meccanismi di diffusione, energia di attivazione e leggi di Fick
- cinetiche di solidificazione e microstrutture: nucleazione e accrescimento, principali trasformazioni termodinamiche, microstrutture
Introduzione alle principali classi di materiali metallici
- Leghe a base ferro: classificazione acciai e ghise, principali diagrammi di fase, classificazione trattamenti termici specifici
Introduzione alle principali classi di materiali non metallici
- Polimeri e compositi a matrice polimerica: proprietà, processi, applicazioni
- Calcestruzzo
- Legno
Attività di laboratorio ed esercitazioni
( testi)
W.D. Callister, Scienza e Ingegneria dei Materiali (qualsiasi edizione)
slide del corso in formato pdf saranno fornite tramite moodle.
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Attività formative caratterizzanti
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20810128 -
ENERGETICA INDUSTRIALE
(obiettivi)
Il corso partendo dalle basi di trasmissione del calore e termodinamica applicata illustra i principi degli scambi termici e delle trasformazioni di energia nonché i principali cicli termodinamici di interesse ingegneristico, giungendo ad analizzare i processi, le apparecchiature e le architetture di impianto finalizzate alle conversioni energetiche di interesse industriale.
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20810128-1 -
FISICA TECNICA MODULO I
(obiettivi)
Il Corso si propone di fornire strumenti per la comprensione e la valutazione quantitativa dei principali fenomeni di trasmissione del calore, mediante strumenti sia analitici che numerici. Al termine del corso lo studente sarà in grado di eseguire la progettazione di massima di alcuni dispositivi semplici, quali coibentazione di corpi di varia geometria, scambiatori di calore, alette di raffreddamento.
L’insegnamento si basa su lezioni frontali e su esercitazioni applicative.
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DE LIETO VOLLARO ROBERTO
( programma)
Termodinamica
Concetti fondamentali: grandezze fisiche e unità di misura, sistemi chiusi e aperti, forme di energia, proprietà di un sistema termodinamico, trasformazioni e cicli termodinamici, temperatura e principio zero della termodinamica, pressione.
Primo principio della termodinamica: scambi di energia con l’esterno, primo principio per sistemi chiusi, lavoro di variazione di volume, primo principio per sistemi aperti, principi di conservazione della massa e dell’energia, lavoro di pulsione, entalpia, conservazione dell’energia per sistemi aperti a flusso stazionario.
Proprietà delle sostanze: sostanze pure, capacità termica e calori specifici, fasi di una sostanza, cambiamenti di fase delle sostanze pure, diagrammi di stato per trasformazioni con cambiamento di fase, equazione di stato dei gas perfetti, trasformazioni di stato dei gas ideali.
Secondo principio della termodinamica: enunciati del secondo principio della termodinamica, motori termici, macchine frigorifere e pompe di calore, trasformazioni reversibili e irreversibili, ciclo di Carnot, entropia.
Psicrometria: aria secca e aria atmosferica, umidità assoluta e umidità relativa, temperatura di rugiada, diagramma psicrometrico, condizionamento dell’aria, trasformazioni per il condizionamento dell’aria.
Trasmissione del calore
Conduzione termica in regime stazionario: postulato di Fourier, analogia con il flusso elettrico, conducibilità termica, conduzione monodimensionale in geometrie semplici, pareti piane multistrato, geometrie cilindriche, raggio critico di isolamento.
Convezione forzata e naturale: introduzione, numeri adimensionali, classificazione del moto dei fluidi, strato limite di velocità e temperatura, convezione naturale su superfici.
Irraggiamento: introduzione, radiazione termica, radiazione di corpo nero, proprietà radiative, fattori di vista, trasmissione del calore per irraggiamento tra superfici nere e grigie diffondenti, schermi di radiazione.
Applicazioni: trasmittanza e conduttanza termica di pareti, raggio critico di isolamento.
Scambiatori di calore.
Acustica
Grandezze acustiche e campi sonori: generalità, pressione sonora e livello di pressione sonora, potenza sonora e livello di potenza sonora, intensità sonora e livello di intensità sonora, cenni di acustica psicofisica, audiogramma normale, curve di ponderazione.
Propagazione in campo libero e in ambiente confinato: comportamento dei materiali sottoposti a sollecitazioni sonore, materiali fonoassorbenti e fonoisolanti, potere fonoisolante, isolamento acustico, teoria di Sabine.
( testi)
Materiale didattico fornito dal docente
Yunus A. Çengel, Giuliano Dall'Ò, Luca Sarto, “Fisica tecnica ambientale. Con elementi di acustica e illuminotecnica”, McGraw-Hill Education
Yunus A. Çengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, McGraw-Hill Education (testo base in versione completa con compendio di Acustica ed Illuminotecnica)
Fabio Polonara, Gianni Cesini, Gianni Latini, “Fisica tecnica”, CittàStudi (per approfondimenti)
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EVANGELISTI LUCA
( programma)
Termodinamica
Concetti fondamentali: grandezze fisiche e unità di misura, sistemi chiusi e aperti, forme di energia, proprietà di un sistema termodinamico, trasformazioni e cicli termodinamici, temperatura e principio zero della termodinamica, pressione.
Primo principio della termodinamica: scambi di energia con l’esterno, primo principio per sistemi chiusi, lavoro di variazione di volume, primo principio per sistemi aperti, principi di conservazione della massa e dell’energia, lavoro di pulsione, entalpia, conservazione dell’energia per sistemi aperti a flusso stazionario.
Proprietà delle sostanze: sostanze pure, capacità termica e calori specifici, fasi di una sostanza, cambiamenti di fase delle sostanze pure, diagrammi di stato per trasformazioni con cambiamento di fase, equazione di stato dei gas perfetti, trasformazioni di stato dei gas ideali.
Secondo principio della termodinamica: enunciati del secondo principio della termodinamica, motori termici, macchine frigorifere e pompe di calore, trasformazioni reversibili e irreversibili, ciclo di Carnot, entropia.
Psicrometria: aria secca e aria atmosferica, umidità assoluta e umidità relativa, temperatura di rugiada, diagramma psicrometrico, condizionamento dell’aria, trasformazioni per il condizionamento dell’aria.
Trasmissione del calore
Conduzione termica in regime stazionario: postulato di Fourier, analogia con il flusso elettrico, conducibilità termica, conduzione monodimensionale in geometrie semplici, pareti piane multistrato, geometrie cilindriche, raggio critico di isolamento.
Convezione forzata e naturale: introduzione, numeri adimensionali, classificazione del moto dei fluidi, strato limite di velocità e temperatura, convezione naturale su superfici.
Irraggiamento: introduzione, radiazione termica, radiazione di corpo nero, proprietà radiative, fattori di vista, trasmissione del calore per irraggiamento tra superfici nere e grigie diffondenti, schermi di radiazione.
Applicazioni: trasmittanza e conduttanza termica di pareti, raggio critico di isolamento.
Scambiatori di calore.
Acustica
Grandezze acustiche e campi sonori: generalità, pressione sonora e livello di pressione sonora, potenza sonora e livello di potenza sonora, intensità sonora e livello di intensità sonora, cenni di acustica psicofisica, audiogramma normale, curve di ponderazione.
Propagazione in campo libero e in ambiente confinato: comportamento dei materiali sottoposti a sollecitazioni sonore, materiali fonoassorbenti e fonoisolanti, potere fonoisolante, isolamento acustico, teoria di Sabine.
( testi)
Materiale didattico fornito dal docente
Yunus A. Çengel, Giuliano Dall'Ò, Luca Sarto, “Fisica tecnica ambientale. Con elementi di acustica e illuminotecnica”, McGraw-Hill Education
Yunus A. Çengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, McGraw-Hill Education (testo base in versione completa con compendio di Acustica ed Illuminotecnica)
Fabio Polonara, Gianni Cesini, Gianni Latini, “Fisica tecnica”, CittàStudi (per approfondimenti)
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ING-IND/11
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Attività formative caratterizzanti
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Università Roma Tre
