Descrizione delle tipologie di impianti industriali e sistemi di produzione. Criteri di classificazione. La funzione degli impianti nella strategia aziendale ed il legame con le operations.

Analidi delle tecniche decisionali. Decisioni singolo criterio e multicriteri, decisioni in ambito deterministico, di rischio ed incertezza.

Classificazione ed analisi dei costi industriali (costi fissi e variabili, costi di investimento ed esercizio, costi diretti ed indiretti, costi unitari, medi, marginali). L'equilibrio economico del sistema di produzione nel medio e lungo periodo. Analisi costi, volumi, profitto; volume di produzione ottimale, punto di pareggio, decisioni make or buy.

Cenni al metodi della programmazione lineare ed applicazione alla definizione del mix produttivo ottimale.

Le fasi di progettazione di un impianto industriale e lo studio di fattibilità: preventivo tecnico, calcolo del capitale di investimento fisso e di esercizio, conto economico previsionale, analisi finanziaria.

Analisi di redditività di iniziative industriali (elementi di matematica finanziaria, ammortamenti, flussi di cassa ed indici di valutazione economica: VAN, PBT, TIR, PI). Analisi di sensibilità e del rischio, decisioni in condizioni di incertezza. Durata ottima dei beni strumentali. Scelta tra apparecchiature alternative e decisioni di rinnovo dei macchinari.

I fattori ubicazionali degli impianti ed i metodi quantitativi per la scelta dell'ubicazione.
I criteri per la scelta della capacità produttiva.
Descrizione del prodotto, dei cicli di produzione e scelta dei processi tecnologici.

Dimensionamento delle risorse in regime deterministico (metodi a capacità) e stocastico (teoria delle code). Analisi della capacità delle risorse. Valutazione della saturazione ed identificazione colli di bottiglia. Calcolo numero di macchine nei job shop, bilanciamento linee di produzione, progettazione celle di fabbricazione .Legge di Little e misure di prestazione dei sistemi di produzione. Limiti alle prestazioni dei sistemi di produzione (best case, worst case, practical worst case). Code M/M/1, M/M/m, G/G/1, G/G/m. Reti di code (algoritmo di Jackson ed MVA). Criteri per la scelta della dimensione del lotto di produzione. Dimensionamento delle squadre di manutenzione. Dimensionamento dei serventi di macchine.


Studio del lavoro e metodi di progettazione dei compiti. Misura del lavoro e definizione dei tempi standard: metodo del cronometraggio, dei tempi predeterminati, delle osservazioni istantanee.

Progettazione del layout: metodi basati sulle relazioni di adiacenza o sui flussi di materiale, calcolo dei fabbisogni di spazio dei reparti.

Trasporti interni di stabilimento: classificazione dei sistemi di trasporto e dimensionamento delle risorse necessarie.

Tecniche di gestione dei progetti: pianificazione delle attività e rappresentazione mediante diagrammi di Gantt e grafi. Tecniche reticolari: PERT e CPM. Il controllo dei costi di progetto.

Dispense distribuite dal docente caricate sul sito Moodle.

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 limiti e reali. 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 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.
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, prestazioni impianti reali , 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 basati su motore stirling. Celle a combustibile.
Impianti Cogenerativi basati su turbine a vapore e turbine a gas. 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.
Motori a combustione interna.
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.


Testi consigliati di approfondimento:
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;

Descrizione delle tipologie di impianti industriali e sistemi di produzione. Criteri di classificazione. La funzione degli impianti nella strategia aziendale ed il legame con le operations.

Analidi delle tecniche decisionali. Decisioni singolo criterio e multicriteri, decisioni in ambito deterministico, di rischio ed incertezza.

Classificazione ed analisi dei costi industriali (costi fissi e variabili, costi di investimento ed esercizio, costi diretti ed indiretti, costi unitari, medi, marginali). L'equilibrio economico del sistema di produzione nel medio e lungo periodo. Analisi costi, volumi, profitto; volume di produzione ottimale, punto di pareggio, decisioni make or buy.

Cenni al metodi della programmazione lineare ed applicazione alla definizione del mix produttivo ottimale.

Le fasi di progettazione di un impianto industriale e lo studio di fattibilità: preventivo tecnico, calcolo del capitale di investimento fisso e di esercizio, conto economico previsionale, analisi finanziaria.

Analisi di redditività di iniziative industriali (elementi di matematica finanziaria, ammortamenti, flussi di cassa ed indici di valutazione economica: VAN, PBT, TIR, PI). Analisi di sensibilità e del rischio, decisioni in condizioni di incertezza. Durata ottima dei beni strumentali. Scelta tra apparecchiature alternative e decisioni di rinnovo dei macchinari.

I fattori ubicazionali degli impianti ed i metodi quantitativi per la scelta dell'ubicazione.
I criteri per la scelta della capacità produttiva.
Descrizione del prodotto, dei cicli di produzione e scelta dei processi tecnologici.

Dimensionamento delle risorse in regime deterministico (metodi a capacità) e stocastico (teoria delle code). Analisi della capacità delle risorse. Valutazione della saturazione ed identificazione colli di bottiglia. Calcolo numero di macchine nei job shop, bilanciamento linee di produzione, progettazione celle di fabbricazione .Legge di Little e misure di prestazione dei sistemi di produzione. Limiti alle prestazioni dei sistemi di produzione (best case, worst case, practical worst case). Code M/M/1, M/M/m, G/G/1, G/G/m. Reti di code (algoritmo di Jackson ed MVA). Criteri per la scelta della dimensione del lotto di produzione. Dimensionamento delle squadre di manutenzione. Dimensionamento dei serventi di macchine.


Studio del lavoro e metodi di progettazione dei compiti. Misura del lavoro e definizione dei tempi standard: metodo del cronometraggio, dei tempi predeterminati, delle osservazioni istantanee.

Progettazione del layout: metodi basati sulle relazioni di adiacenza o sui flussi di materiale, calcolo dei fabbisogni di spazio dei reparti.

Trasporti interni di stabilimento: classificazione dei sistemi di trasporto e dimensionamento delle risorse necessarie.

Tecniche di gestione dei progetti: pianificazione delle attività e rappresentazione mediante diagrammi di Gantt e grafi. Tecniche reticolari: PERT e CPM. Il controllo dei costi di progetto.

Dispense distribuite dal docente caricate sul sito Moodle.

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 limiti e reali. 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 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.
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, prestazioni impianti reali , 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 basati su motore stirling. Celle a combustibile.
Impianti Cogenerativi basati su turbine a vapore e turbine a gas. 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.
Motori a combustione interna.
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.


Testi consigliati di approfondimento:
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;

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.

SCOPO DEL CORSO: Il Corso di Tecnologia Meccanica fornisce allo studente le conoscenze di base delle principali tecnologie di lavorazione meccanica. Nello specifico, il corso si propone di illustrare, trasversalmente, i tradizionali processi di trasformazione e lavorazione meccanica, partendo dallo studio delle proprietà dei materiali e delle relative tecniche di caratterizzazione e arrivando ad un’analisi dettagliata delle tecnologie e dei relativi parametri di lavorazione, nonché del contesto produttivo in cui esse si inseriscono. Il corso vuole quindi fornire allo studente tutti gli strumenti per definire il ciclo di lavorazione di un componente e evidenziare i legami tra i parametri del processo, le proprietà del materiale grezzo e le proprietà finali del semilavorato/prodotto finito. I contenuti del corso verseranno, in una prima parte introduttiva, sullo studio e sulla comprensione delle proprietà micro/macroscopiche dei materiali e delle relative tecniche di analisi. Successivamente verranno prese in esame le principali tecnologie di lavorazione, quali i processi di fabbricazione per fusione, le lavorazioni per deformazione plastica massiva e delle lamiere, i processi di collegamento. Ogni singola tecnologia di lavorazione verrà analizzata in termini di principio di funzionamento, tipologia di contesto produttivo e criticità tecnologica.

PROGRAMMA DETTAGLIATO DEL CORSO: Introduzione al corso. Panoramica dei processi produttivi e delle tecnologie di trasformazione. Metrologia e controllo dimensionale. Accuratezza e tolleranza dimensionale, tolleranza geometrica. Principali proprietà dei materiali di interesse tecnologico. Prove per la determinazione e la misura delle proprietà meccaniche dei materiali: Trazione, Compressione, Flessione, Fatica. Le lavorazioni per fusione. La fusione e la solidificazione dei getti. I difetti di fonderia. Processi di colata in forma transitoria. Processi di colata in forma permanente. Formatura in terra, in conchiglia, sottovuoto, pressofusione, centrifuga e cera persa. Cenni sulla progettazione di anime e modelli. Cenni sul dimensionamento del sistema di alimentazione. Raffreddatori. Sovrametalli. Aspetti tecnico economici dei processi di fonderia. Le lavorazioni per deformazione plastica. La teoria della plasticità. I processi di deformazione massiva. Forgiatura e stampaggio. Metodo dello slab. Ciclo di stampaggio. Difetti di forgiatura. Progetto degli stampi. Presse e magli. Laminazione. La meccanica del processo di laminazione piana. I difetti dei prodotti laminati. Estrusione: generalità e attrezzature. Trafilatura: generalità e attrezzature. I processi di deformazione delle lamiere. Formabilità delle lamiere. Tranciatura. Piegatura. Imbutitura. Lavorazioni per asportazione di truciolo. Lavorazione per deformazione plastica: lavorabilità delle lamiere. Tranciatura e punzonatura. Piegatura e stiratura. Imbutitura. Altre lavorazioni per deformazione plastica. Le tecniche di giunzione. Saldature: classificazione e generalità. Struttura dei giunti saldati. Difetti di saldatura. Saldatura a fiamma. Saldatura ad arco. Saldatura per resistenza. Saldatura allo stato solido. Saldature con tecniche non convenzionali. Giunzioni meccaniche. Incollaggio.

GLI STUDENTI SONO PRONTAMENTE TENUTI A REGISTRARSI AL CORSO FORNENDO NOME, COGNOME, NUMERO DI MATRICOLA, INDIRIZZO DI POSTA ELETTRONICA. IL MATERIALE DIDATTICO E' STATO FORNITO COME LINK ALLA MAIL LIST IN VIA DI FORMAZIONE. SEGUIRANNO ULTEIRORI INVII DEL MATERIALE, NONCHE' ULTERIORI ISTRUZIONI

Testo: Tecnologia meccanica. Ediz. mylab. Con e-text. Con espansione online di Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid
Editore: Pearson
Collana: Ingegneria
Edizione: 2
Data di Pubblicazione: settembre 2014
EAN: 9788865183748
ISBN: 8865183748
Pagine: XIV-872
Formato: prodotto in più parti di diverso formato

Motori volumetrici ad accensione spontanea e comandata.
Architettura e organizzazione meccanica dei motori volumetrici. 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.
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.
Alimentazione del combustibile nei motori ad accensione comandata. 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. Misura delle emissioni nei motori a combustione interna.
Perdite meccaniche. Analisi adimensionale e criteri di valutazione.
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.

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 nei combustori di turbine a gas.

- G. Ferrari “MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA” Ed.Esculapio,Bologna, 2016
- 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

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.

Motori volumetrici ad accensione spontanea e comandata.
Architettura e organizzazione meccanica dei motori volumetrici. 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.
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.
Alimentazione del combustibile nei motori ad accensione comandata. 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. Misura delle emissioni nei motori a combustione interna.
Perdite meccaniche. Analisi adimensionale e criteri di valutazione.
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.

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 nei combustori di turbine a gas.

- G. Ferrari “MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA” Ed.Esculapio,Bologna, 2016
- 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

Introduzione agli azionamenti elettrici: definizioni, schemi a blocchi funzionali; tipologie di motori elettrici, corrente continua e corrente alternata; quadranti di lavoro; frenatura dissipativa e rigenerativa considerazioni sul comportamento termico e sui sistemi di raffreddamento della macchina e del convertitore. Dinamica del sistema motore-carico: funzione di trasferimento e diagramma a blocchi del sistema meccanico; traiettorie tipiche del controllo di moto; tipologie di carico meccanico e tipi di servizio; calcolo delle inerzie equivalenti per sistemi meccanici tipici.
Convertitori statici per azionamenti elettrici: tipologie e caratteristiche generali; componenti elettronici di commutazione; convertitori ac-dc, dc-dc, dc-ac (inverter trifase a tensione impressa); tecniche di modulazione per inverter trifase a due livelli.
Azionamenti con macchina in corrente continua: struttura, schema elementare, aspetti costruttivi, modello dinamico, espressione della coppia e caratteristiche meccaniche di una macchina in corrente continua; controllo di corrente e velocità; azionamenti con motore in corrente continua.
Azionamenti con macchina sincrona: struttura e principio di funzionamento di una macchina sincrona; modello dinamico della macchina in variabili d-q-0; analisi del funzionamento in regime sinusoidale; strategie di controllo negli azionamenti elettrici con macchina sincrona.
Azionamenti con motore ad induzione trifase: struttura e principio di funzionamento di una macchina asincrona trifase; modello dinamico della macchina in variabili d-q-0; analisi del funzionamento in regime sinusoidale; strategie di controllo negli azionamenti elettrici con macchina asincrona: controllo scalare ad anello aperto e chiuso (V/Hz costante); principi del controllo vettoriale e della tecnica DTC.

Testi disponibili gratuitamente tramite sistema SBA di Ateneo
Analysis of Electric Machinery and Drive Systems
https://ieeexplore.ieee.org/book/6712180

Control of Electric Machine Drive Systems
https://ieeexplore.ieee.org/book/5675908

Power Electronics and Variable Frequency Drives: Technology and Applications
https://ieeexplore.ieee.org/book/5263964

Acustica:
Grandezze acustiche.
Equazione delle onde e velocità del suono.
Soluzioni delle equazioni delle onde: onde piane e sferiche.
Impedenza acustica.
Psicoacustica: l'orecchio, audiogramma normale.
Livelli sonori.
Analisi acustica (bande d’ottava e di terzi d’ottava)
Curve di ponderazione.
Misuratori di livello sonoro.
Acustica degli ambienti aperti.
Barriere acustiche.
Acustica degli ambienti chiusi.
Tempo di riverberazione (formulazione di Sabine e di Eyring).
Materiali fonoassorbenti.
Potere fonoisolante. Legge della massa

Illuminotecnica:
Richiami di irraggiamento.
Grandezze fotometriche e radiometriche.
L'occhio. La prestazione visiva.
Strumenti di misura delle grandezze fotometriche.
Cenni di colorimetria.
Sorgenti luminose: lampade a incandescenza, a scarica e LED.
Apparecchi illuminanti.
Illuminazione naturale.
Illuminamento da sorgenti estese (lineari, tubolari e rettangolari)
Metodo del flusso totale.
Metodo della radiosità.

-A. B. Coppens, L. E. Kinsler, J. V. Sanders, A. R. Frey, Fundamentals of acoustics (4th edition), Ed. Wiley
-Gino Moncada Lo Giudice e Silvio Santoboni, Acustica, Ed. CEA
-P. Cavalletti, A. Chiari, S. Bergero, M. Bernardoni, Applicazioni pratiche di acustica, Ed. Dario Flaccovio
-Pietro Palladino, Lezioni di illuminotecnica, Ed. Tecniche Nuove
-Gino Moncada Lo Giudice e Andrea De Lieto Vollaro, Illuminotecnica, Ed. CEA

GENERALITÀ SULLA PROPULSIONE ELETTRICA IN AMBITO TERRESTRE, NAVALE ED AEREO. EVOLUZIONE STORICA DEI SISTEMI DI TRASPORTO IN CAMPO FERROVIARIO. SISTEMI ELETTRICI PER IL TRASPORTO SU ROTAIA CON ALIMENTAZIONE IN CORRENTE CONTINUA O IN CORRENTE ALTERNATA MONOFASE: CONFIGURAZIONI ED APPARECCHIATURE DELLE SOTTOSTAZIONI ELETTRICHE DI ALIMENTAZIONE DEL CIRCUITO DI TRAZIONE; CONFIGURAZIONI DEL CIRCUITO DI TRAZIONE E CAPTAZIONE DELLA CORRENTE DALLA LINEA DI CONTATTO.
MATERIALE ROTABILE: DESCRIZIONE DELLE TIPOLOGIE DI RODIGGIO FERROVIARIO E DELLE CONFIGURAZIONI UTILIZZATE PER I CARRELLI FERROVIARI; RIPARTIZIONE DEL CARICO SUI CARRELLI DI UN LOCOMOTORE FERROVIARIO; SISTEMI DI FRENATURA; ADERENZA NEL CONTATTO RUOTA-ROTAIA; RESISTENZE AL MOTO DI UN VEICOLO FERROVIARIO; DIAGRAMMA DI TRAZIONE DI UN VEICOLO FERROVIARIO E DETERMINAZIONE DELLE CARATTERISTICHE DI DIMENSIONAMENTO DEL SISTEMA DI PROPULSIONE IN RELAZIONE ALLE PRESTAZIONI RICHIESTE E ALLE LIMITAZIONI SULL’ACCELERAZIONE E SULLA VELOCITÀ.
AZIONAMENTI DI TRAZIONE CON MOTORE IN CORRENTE CONTINUA: CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE E DI FUNZIONAMENTO DEI MOTORI IN CORRENTE CONTINUA CON ECCITAZIONE INDIPENDENTE O CON ECCITAZIONE SERIE; CONVERTITORI STATICI PER L’ALIMENTAZIONE DI MOTORI IN CORRENTE CONTINUA; IMPIEGO DEI MOTORI IN CORRENTE CONTINUA NELLA TRAZIONE FERROVIARIA.
AZIONAMENTI DI TRAZIONE CON MOTORI IN CORRENTE ALTERNATA: RICHIAMI SULLE CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE E DI FUNZIONAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASE; INVERTER A DUE LIVELLI CON MODULAZIONE PWM O CON MODULAZIONE SVM, INVERTER A TRE LIVELLI; AZIONAMENTI CON MOTORE ASINCRONO TRIFASE CON CONTROLLO AD ORIENTAMENTO DI CAMPO O CON CONTROLLO DIRETTO DI COPPIA; AZIONAMENTI CON MOTORE ASINCRONO TRIFASE UTILIZZATI NELLA TRAZIONE FERROVIARIA; MACCHINE SINCRONE CON CIRCUITO DI ECCITAZIONE O CON MAGNETI PERMANENTI; AZIONAMENTI CON MACCHINE SINCRONE E LORO IMPIEGO NELLA TRAZIONE FERROVIARIA.
INTEROPERABILITÀ FERROVIARIA ED ESEMPI DI SISTEMI DI PROPULSIONE DI LOCOMOTORI FERROVIARI CON ALIMENTAZIONE POLITENSIONE. CENNI SULLA PROPULSIONE FERROVIARIA DIESEL-ELETTRICA.
GENERALITÀ ED EVOLUZIONE STORICA DELLA PROPULSIONE ELETTRICA O IBRIDA NEI VEICOLI STRADALI. ARCHITETTURE DEI SISTEMI DI PROPULSIONE ELETTRICA O IBRIDA DEI VEICOLI STRADALI. RESISTENZE AL MOTO DI UN VEICOLO STRADALE E CARATTERISTICA DI TRAZIONE DI UN VEICOLO STRADALE CON PROPULSORE ELETTRICO O IBRIDO. CICLI DI MARCIA STANDARDIZZATI PER LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DI UN VEICOLO STRADALE.
SISTEMI DI ACCUMULO DELL’ENERGIA O DELLA POTENZA PER L’IMPIEGO NEI VEICOLI STRADALI: CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE E FUNZIONALI DEGLI ACCUMULATORI ELETTROCHIMICI, DEI BANCHI DI SUPERCONDENSATORI E DEI VOLANI MECCANICI; SISTEMI COMBINATI DI ACCUMULO.
CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE E FUNZIONALI DI GENERATORI ELETTRICI CON CELLE A COMBUSTIBILE PER L’APPLICAZIONE NELLA PROPULSIONE DI VEICOLI STRADALI.
CONFIGURAZIONI DEI PROPULSORI ELETTRICI DI VEICOLI STRADALI CON ALIMENTAZIONE DA ACCUMULATORE ELETTROCHIMICO, DA CELLE A COMBUSTIBILE O DA GRUPPO DI GENERAZIONE CON MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA.
PROPULSORI IBRIDI DI TIPO DUAL-MODE, FULL-HYBRID O MILD-HYBRID CON MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA ED AZIONAMENTO ELETTRICO PER VEICOLI STRADALI; SISTEMI START/STOP ED EVOLUZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI AUSILIARI DI BORDO.
USO DEI SISTEMI IBRIDI ED ELETTRICI NELLE APPLICAZIONI MARINE.

M. Brenna, F. Foiadelli, D. Zaninelli – ELECTRICAL RAILWAY TRANSPORTATION SYSTEMS – Published by John Wiley & Sons – ISBN 978-1-119-38680-3
M. EHSANI, Y. GAO, S. E. GAY, A. EMADI – MODERN ELECTRIC, HYBRID ELECTRIC AND FUEL CELL VEHICLES – CRC PRESS – ISBN 0-8493-3154-4

Richiami ed approfondimenti di Meccanica dei Fluidi. Cinematica dei Fluidi: analisi della deformazione nell'intorno di un punto. Vorticità e teoremi correlati. Decomposizione del campo di velocità. Le equazioni della meccanica dei Fluidi: bilancio di massa, quantità di moto ed energia. Modelli Idrodinamici di riferimento. Lo schema monodimensionale. Applicazione allo studio dei transitori di moto vario nelle correnti in pressione. Il metodo delle caratteristiche. Metodi computazionali per lo schema monodimensionale. L'equazione di Navier Stokes e sue approssimazioni nell'ambito idrodinamico: flussi a bassissimi numeri di Reynolds, teoria della lubrificazione, teoria della strato limite, convezione forzata e naturale, approssimazione di Boussinesque. Fluidi ideali. Turbolenza nei fluidi incomprimibili.

Dispense distribuite dal docente

Richiami ed approfondimenti di Meccanica dei Fluidi. Cinematica dei Fluidi: analisi della deformazione nell'intorno di un punto. Vorticità e teoremi correlati. Decomposizione del campo di velocità. Le equazioni della meccanica dei Fluidi: bilancio di massa, quantità di moto ed energia. Modelli Idrodinamici di riferimento. Lo schema monodimensionale. Applicazione allo studio dei transitori di moto vario nelle correnti in pressione. Il metodo delle caratteristiche. Metodi computazionali per lo schema monodimensionale. L'equazione di Navier Stokes e sue approssimazioni nell'ambito idrodinamico: flussi a bassissimi numeri di Reynolds, teoria della lubrificazione, teoria della strato limite, convezione forzata e naturale, approssimazione di Boussinesque. Fluidi ideali. Turbolenza nei fluidi incomprimibili.

Dispense distribuite dal docente.
Letture suggerite dal docente.

Teoria della similitudine applicata al campo turbomacchinistico

- Criteri di similitudine e limiti;
- Raggruppamento delle variabili in numeri adimensionali;
- Applicazioni notevoli nel dimensionamento e nell’analisi di turbomacchine;


Turbomacchine idrauliche

1) Turbopompe centrifughe e assiali

- Principi di funzionamento e prestazioni
- Influenza della cavitazione nella selezione e nel progetto di turbopompe;
- Dimensionamento delle giranti centrifughe
- Dimensionamento delle giranti ad elica
- Dimensionamento di diffusori lisci, palettati, canali di ritorno e volute di raccolta
- Parametri che influenzano le prestazioni delle turbopompe
- Cenni relativi alla regolazione e sistemi di adescamento.

2) Turbine idrauliche

- Principi di funzionamento e prestazioni;
- Dimensionamento delle turbine Pelton;
- Dimensionamento di turbine idrauliche a reazione (Francis e Kaplan);
- Tubi diffusori
- Cavitazione nelle turbine a reazione;
- Curve di rendimento e diagrammi collinari;
- Principi di regolazione

Turbomacchine a fluido elastico

3) Fluidodinamica di flussi intubati

- Richiami di termodinamica e gasdinamica elementare;
- Efflussi bi-dimensionali non viscosi, vorticità, Teorema di Crocco, urti retti, obliqui e curvi. Urti e vantagli di espansione su profili complessi.
- Profili bi-dimensionali in schiere
- Strati limite su profili complessi, effetto dei gradienti di pressione per profili isolati e in schiera, strati limite termici.
- Teoria della resistenza: resistenza di forma, di attrito, indotta e d’onda;
- Interazione onde d’urto/strato limite
- Effetti tri-dimensionali: flussi secondari. Vortici di passaggio, a ferro di cavallo, di spigolo, al bordo di uscita, altri fenomeni secondari.

4) Compressori assiali

- Principi di funzionamento, prestazioni, adimensionalizzazione delle curve caratteristiche;
- Dimensionamento preliminare della macchina;
- Principali limiti al rapporto di compressione di stadio: massima velocità di trascinamento, effetti aerodinamici legati alla velocità assiale, massima deflessione del flusso (teoria alare corretta, carte di Howell etc.), “work-done factor”.
- Analisi del flusso al raggio medio: ottimizzazione del rendimento della falda fluida.
- Leggi di svergolamento: a vortice libero, a grado di reazione costante, ad angolo assoluto ingresso rotore costante.
- Ottimizzazione del rendimento di stadio in relazione alla legge di svergolamento adottata.
- Correlazioni di perdita per uno stadio di compressore assiale.


5) Turbine a vapore

- Principi di funzionamento e prestazioni
- Analisi di uno stadio ad azione, a salti di velocità, a reazione. Confronto tra le diverse soluzioni
- Rendimento di palettatura, perdite per ventilazione, per ammissione parzializzata e per umidità.
- Dimensionamento preliminare di una turbina a vapore: suddivisione in corpi, definizione delle grandezze fondamentali per ogni corpo, dimensionamento alla linea media di ogni stadio, ottimizzazione della corrente alla linea media.

6) Espansori a gas assiali

- Principi di funzionamento, prestazioni, adimensionalizzazione delle curve caratteristiche;
- Dimensionamento preliminare alla linea media;
- Leggi di svergolamento palare: vortice libero, legge ad angolo uscita statore costante.
- Limiti sulle prestazioni del singolo stadio;
- Cenni sulle tecniche di raffreddamento.

• S.L. Dixon, "Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery", Ed. Butterworth Heinemann;
• D.G. Wilson, T. Korakianitis, "The design of high-efficiency Turbomachinery and Gas Turbines", Ed. Prentice Hall;
• H. Cohen, G.F.C. Rogers, H.I.H. Saravanamuttoo, "Gas Turbine Theory", Ed. Longman;
• C. Caputo, "Le turbomacchine", Casa Editrice Ambrosiana;
• C. Osnaghi, “Teoria delle Turbomacchine”, Ed. Esculapio
• Materiale a cura del Docente messo a disposizione su piattaforma Moodle

Introduzione alle problematiche costruttive di veicoli stradali. Geometria ed assetto del veicolo. Pneumatici. Sospensioni per veicoli leggeri e pesanti: geometria e componenti. Sistemi di sterzo. Trasmissioni automobilistiche ed idrostatiche a due e quattro ruote motrici. Sistemi frenanti.
Asservimenti meccanici, idraulici, pneumatici, elettrici per sistemi frenanti, sterzanti e di sospensione. Dispositivi ABS, ASR, ESP e sistemi ADAS per la sicurezza attiva dei veicoli. Sistemi di sicurezza passiva (air-bag, pretensionatori cinture di sicurezza). Trasmissioni automatiche e semiautomatiche. Veicoli ibridi.

Dispense del docente

Sono argomento del corso:
1. Schema generale dei servizi di impianto;
2. Caratteristiche qualitative e quantitative dei servizi;
3. Disponibilità del servizio;
4. Fasi realizzative degl impianti di servizio;
5. Progettazione dei sistemi di distribuzione fluidi;
6. Progettazione dei recipienti;
7. Produzione dell'aria compressa;
8. Progettazione del servizio fluidi termici;
9. Acqua industriale;
10. Sistemi per il trattamento effluenti;

1.Collana Impiantistica Franco Angeli;
2. A.Monte - Elementi di Impianti Industriali

Inquinamento atmosferico. Inquinamento su scala locale e su scala globale. Tipologia e formazione degli inquinanti. Effetti nocivi degli inquinanti. Caratterizzazione dell’atmosfera ai fini dell’analisi delle problematiche di inquinamento.
Analisi degli impianti motori per la conversione dell’energia ai fini della determinazione della loro interazione con l’ambiente. Caratterizzazione delle sorgenti di emissione.
Modelli di qualità dell’aria. Fenomeni di trasporto e diffusione e degli inquinanti in atmosfera. Modelli short-term e climatologici. Modelli deterministici e stocastici. Modello gaussiano. Impiego di codici di calcolo EPA per la valutazione dell’impatto ambientale di impianti motori per la conversione dell’energia.
Elementi per la redazione di studi di impatto ambientale di sistemi energetici.
Tecnologie per il riduzione delle emissioni inquinanti. Sistemi di controllo della produzione degli inquinanti e sistemi di rimozione delle emissioni solide e gassose in atmosfera.
Emissioni acustiche da ambienti industriali. Caratterizzazione delle sorgenti di emissione ed analisi della propagazione in ambiente esterno. Tecnologie per il controllo delle emissioni acustiche.
Quadro della normativa in materia di qualità dell’aria, di regolamentazione delle emissioni inquinanti ed acustiche.

- Giorgio Cau, Daniele Cocco “L’Impatto Ambientale dei Sistemi Energetici” Ed. SGEditoriali, 2015
- Mackenzie L. Davis, David A. Cornwell “Introduction to Environmental Engineering” Ed. McGraw-Hill, 1991
- C. S. Rao “Environmental Pollution Control Engineering” Ed. New Age International (P) Limited, 2006
- Lewis H. Bell, Douglas H. Bell “Industrial Noise Control” Ed. Marcel Dekker Inc., 1994
- Robert G. Kunz “Environmental Calculations: A Multimedia Approach” John Widely & Sons Inc., 2009

Efficienza degli utilizzatori: trasformatori, condutture elettriche, rifasamento e Power Factor Correctors, analisi in regime deformato, macchine elettriche rotanti, azionamenti elettrici.

La qualità dell’energia elettrica in rete: compensatori statici, sistemi attivi per ridurre le cause di inquinamento della rete, sistemi UPS.

Generazione distribuita: Smart-Grid, Impianti idroelettrici, geotermici, biogas e a biomassa.
Sistemi di accumulo dell’energia: accumulatori elettrochimici, supercondensatori, elettromagneti superconduttori, volani, accumulo di idrogeno.

Sistemi fotovoltaici: introduzioneai sistemi PV, struttura di una cella fotovoltaica, algoritmi di Maximum Power Point Tracking (MPPT), algoritmi di sincronizzazione alla rete elettrica, funzionamento stand-alone, sistemi di regolazione e controllo, inverter per il collegamento alla rete.

Sistemi eolici: caratteristiche degli aerogeneratori, velocità fissa e variabile, architetture di conversione, algoritmi di Maximum Power Point Tracking (MPPT).

Sistemi hardware-in-the-loop (HIL) per la simulazione real-time di sistemi elettrici. Generazione dei modelli e codifica su piattaforme di calcolo.

Mobile Power Generation: celle a combustibile, sistemi di generazione a velocità fissa e a velocità variabile.

Dispense a cura del docente.

Testi disponibili tramite SBA, IEEE-Xplore
Renewable and Efficient Electric Power Systems (https://ieeexplore.ieee.org/servlet/opac?bknumber=5237268)
Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems (https://ieeexplore.ieee.org/servlet/opac?bknumber=5732788)
Integration of Alternative Sources of Energy (https://ieeexplore.ieee.org/servlet/opac?bknumber=5201919)
Modeling and Modern Control of Wind Power (https://ieeexplore.ieee.org/servlet/opac?bknumber=8268023)
Advanced Control of Doubly Fed Induction Generator for Wind Power Systems (https://ieeexplore.ieee.org/servlet/opac?bknumber=8571119)
Doubly Fed Induction Machine: Modeling and Control for Wind Energy Generation Applications (https://ieeexplore.ieee.org/servlet/opac?bknumber=6047757)

-Richiami di Fisica Tecnica
-Condizioni ambientali di benessere Comfort termico e qualità dell’aria Termofisica degli edifici
-Impianti di Riscaldamento: calcolo dei carichi termici, Certificazione energetica.
-Componenti di impianto: caldaie, radiatori, pannelli radianti, reti di distribuzione, vaso di espansione; Progetto di una centrale termica
-Moto dei fluidi e dimensionamento delle reti di distribuzione dell’acqua.
-Impianto di condizionamento: calcolo del carico termico estivo, dimensionamento di un impianto a tutt’aria senza e con ricircolo, e degli impianti misti.
-Componenti di impianto: gruppi frigo, centrali di trattamento dell’aria, fan coil, ecc
-Moto dei fluidi e dimensionamento delle reti di distribuzione dell’aria.
-Progetto dei componenti di impianto per il riscaldamento e il condizionamento

Dispense del corso
Carlo Pizzetti: Condizionamento dell’aria e refrigerazione, Masson, 1980

Le tecniche classiche di valutazione del rischio in ambito lavorativo riferite a infortuni e tecnopatie. Metodi descrittivo-induttivi di analisi di rischio; la Job Safety Analysis , check lists, FAST method. Schemi di analisi per agenti da malattia professionale: agenti fisici e movimentazione manuale dei carichi mediante ISO 11228-1-2-3. Tecniche di valutazione di rischio nella sicurezza industriale; introduzione all’affidabilità, l’affidabilità come indice di probabilità di accadimento di incidenti e guasti; il tasso di guasto; esempi di sistemi a tasso di guasto costante, distribuzioni di Weibull, distribuzioni particolari; interpretazioni sperimentali. Sistemi non riparabili; determinazione dell’affidabilità di sistemi serie; i sistemi ridondanti; i sistemi in “stand-by”, i sistemi Voter a “maggioranza”. Sistemi riparabili; il concetto di manutenibilità; calcolo della disponibilità dei sistemi. Gli alberi di guasto; FTA, ETA; elementi di algebra logica; analisi qualitativa di un albero; analisi quantitativa di un albero. Cenni sulle catene di Markov. L’analisi di sicurezza industriale; le tecniche Haz.Op; tecniche di tipo FMEA; tecniche CCA; le HRA; infortuni e le malattie professionali; le banche dati nazionali ed internazionali; indici statistici di incidenza infortunistica. Rumore; fondamenti di acustica e tecniche di misura e monitoraggio; applicazioni. Vibrazioni; introduzione alle vibrazioni meccaniche; incidenza di malattie professionali correlate alla esposizione a vibranti; Applicazioni geostatistiche nella valutazione dei rischi; costruzione di variogrammi e loro interpretazione; operazioni di stima; Kriging, Co Kriging;

Dispense e testi distribuiti dal docente

Cenni ai metodi di caratterizzazione dei materiali
- tecniche diffrattometriche, microscopiche e spettroscopiche. Cenni di metallografia e di prove non distruttive.
Corrosione ad Umido
- Aspetti elettrochimici del degrado, forme di corrosione ad umido, diagrammi di Pourbaix, cinetica della corrosione, ddp e teoria dei potenziali misti – passività, corrosione in ambienti naturali e in ambienti ostili, metodi di prevenzione, protezione, diagnosi e monitoraggio
Tribologia
- Richiami sulla meccanica del contatto. Aspetti tribologici del degrado (adesione, attrito e usura), principali tipologie di usura (adesiva e abrasiva).
- Teoria, metodi e normativa per la quantificazione dell’usura, misure preventive.
Protezione dei materiali
- rivestimenti resistenti all’usura e alla corrosione, barriere termiche.
- Tecnologie di produzione di rivestimenti: rivestimenti galvanici, rivestimenti da fase vapore, rivestimenti termospruzzati.
Materiali compositi
- concetti fondamentali (matrice-rinforzo-interfaccia) e classificazione; regola delle miscele, interazione rinforzo-matrice, durabilità e degrado (creep, fatica, idrolizzazione). Criteri di progettazione: compositi laminati e sandwich; tecnologie di produzione: hand layup, Filament winding, stampaggi a caldo, a freddo e in autoclave, Resin Transfer Moulding, Spray-up. Esempi di applicazione dei compositi.
Materiali ceramici avanzati
- correlazione tra precursori, produzione, struttura e proprietà ottenibili. Criteri di affidabilità (statistica di Weibull); tecnologie di produzione: sinterizzazione, pressatura isostatica a caldo, slip casting, tape casting, codeposizione, termal spraying. Esempi di applicazione dei ceramici per componenti refrattari e barriere termiche. Degrado, corrosione a secco
Complementi:
- Progettazione mediante Elementi Finiti e relative ricadute sui materiali impiegati: simulazione delle proprietà variabili nel tempo e in temperatura. Esempi applicativi di analisi statiche e dinamiche, meccaniche e termo-meccaniche.
Cenni ai trattamenti delle acque ed ai fenomeni correlati per la corretta selezione degli acciai negli impianti per la produzione di energia e negli scambiatori di calore.

Dispense del docente
M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon: "Materiali, dalla scienza alla progettazione ingegneristica" Casa Editrice Ambrosiana

CORSO MONOGRAFICO RIGUARDANTE LE ATTIVITÀ ESTRATTIVE DI CAVA. OBIETTIVO DEL CORSO È FAR ACQUISIRE ALLO STUDENTE CONOSCENZE IN MERITO ALL’INTERO PROCESSO E ALLE INTERAZIONI DELLO STESSO CON L’AMBIENTE A PARTIRE DAI CRITERI DI SCELTA DEL SITO, DELLA VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE, DEL PROGETTO, DELLA GESTIONE DEL PROCESSO PRODUTTIVO E DEL RECUPERO AMBIENTALE. MATERIALI DI CAVA. TIPOLOGIA DELLA CAVA. METODI E TECNICHE DI COLTIVAZIONE. TIPOLOGIA E METODI DI RECUPERO. NORMATIVE E SICUREZZA.
RICHIAMI DI GEOLOGIA, TETTONICA ED IDROGEOLOGIA. I MINERALI E LE ROCCE.

CAVE E MINIERE. LE SOSTANZE MINERALI DI CAVA: A) ROCCE ORNAMENTALI DA TELAIO E DA SPACCO (MARMI, TRAVERTINI, “GRANITI”, “PIETRE”); B) MATERIALI DA COSTRUZIONE: 1) INERTI PER CALCESTRUZZO E MALTA (SABBIE, GHIAIE E PIETRISCHI DA FRANTUMAZIONE); 2) BLOCCHETTI E CONCI; 3) PEZZAMI E BLOCCHI DA SCOGLIERA; C) MATERIE PRIME PER L’INDUSTRIA (SABBIE SILICEE, DIATOMITI E FARINE FOSSILI, MARNE ARTIFICIALI, “ PIETRA DA CALCE”, DOLOMITE, ETC).

LE FORMAZIONI GEOLOGICHE, LE RISORSE E LE RISERVE MINERARIE. IL GIACIMENTO MINERARIO, LE COPERTURE E GLI INTERCALARI STERILI. COLTIVAZIONI A CIELO APERTO ED IN SOTTERRANEO. IL RAPPORTO DI SCOPERTURA. LA MORFOLOGIA DEL TERRITORIO E LA TIPOLOGIA DELLE CAVE.

LA PIANIFICAZIONE DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E LA LOCALIZZAZIONE DELLE CAVE: ESPLORAZIONE INTEGRALE E POLI ESTRATTIVI. IMPATTO DELLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE E VALUTAZIONE DI IMPATTO AMBIENTALE.

LEGISLAZIONE NAZIONALE E REGIONALE SULLE ATTIVITÀ ESTRATTIVE. CONCESSIONE ED AUTORIZZAZIONE. PIANIFICAZIONE REGIONALE E LOCALE. PROGETTI DI COLTIVAZIONE E RECUPERO AMBIENTALE.

ELEMENTI VOLUMETRICI E FUNZIONALI DELLA COLTIVAZIONE. GERARCHIA DEI VOLUMI. METODI DI COLTIVAZIONE IN SOTTERRANEO. CAMERE E PILASTRI E METODI PER RIPIENA. METODI DI COLTIVAZIONE A GIORNO: A) PER GRADONI (GRADONE UNICO, GRADONI MULTIPLI); B) PER SPLATEAMENTO; C) PER FETTE VERTICALI.

TECNOLOGIE DI PRODUZIONE: ABBATTIMENTO MEDIANTE ESPLOSIVI, SCAVO MECCANICO, RIPPAGGIO, DOZING E SCRAPERS. TECNICHE E TECNOLOGIE DI PERFORAZIONE. CENNI DI TECNICA DEGLI ESPLOSIVI. RUMORE, SOVRAPRESSIONI IN ARIA ED ONDE SUPERFICIALI. MOVIMENTAZIONE E TRASPORTO MEDIANTE DUMPERS, NASTRI E FORNELLI. IMPIANTI DI FRANTUMAZIONE, VAGLIATURA E MACINAZIONE.

QUALITÀ E CERTIFICAZIONE DEI PRODOTTI DI CAVA. COLTIVAZIONE DELLE ROCCE ORNAMENTALI A GIORNO ED IN SOTTERRANEO: GRANDI BANCATE E GRADINO BASSO. TECNICHE DI TAGLIO: FILO DIAMANTATO, TAGLIATRICI A CATENA, TAGLIO CON FIAMMA E CON ACQUA. SPACCO STATICO E DINAMICO. TIPOLOGIE DEI PRODOTTI. RESA DI COLTIVAZIONE E DISCARICHE.

IMPIANTI DI SEGAGIONE E LABORATORI. L’ORGANIZZAZIONE DELLA PRODUZIONE ED IL CICLO ELEMENTARE DI PRODUZIONE. LA TECNICA PERT. PRODUTTIVITÀ MINIMA E MASSIMA. DIMENSIONAMENTO DELLA CAVA MEDIANTE IL METODO DEGLI SPAZI FUNZIONALI.

SCELTA DEL METODO DI COLTIVAZIONE E GRADUALITÀ DEL RECUPERO AMBIENTALE. CARTE DI VISIBILITÀ E MITIGAZIONE DELL’IMPATTO VISIVO.

BONIFICA, RECUPERO E RIPRISTINO. TECNICHE DI INGEGNERIA NATURALISTICA. I LAGHI DI CAVA. AZIONI DI IMPATTO DELLE CAVE VERSO L’ESTERNO. RUMORE, POLVERI, VIBRAZIONI E LE TECNICHE DI RILEVAZIONE E MITIGAZIONE.

LA SICUREZZA SUL LAVORO. NORME FONDAMENTALI EUROPEEE, NAZIONALI E LOCALI. LA VALUTAZIONE DEI RISCHI ED IL DOCUMENTO DI SALUTE E SICUREZZA AI SENSI DEL DPR 624. I PRINCIPALI AGENTI MATERIALI DI INFORTUNIO E DI MALATTIA PROFESSIONALE. RUMORE, POLVERI E VIBRAZIONI. IL DPR 128.

L’INSEGNAMENTO È COMPLETATO DALLA REDAZIONE DI UN PROGETTO DELLA COLTIVAZIONE ED IL RECUPERO AMBIENTALE DI UNA CAVA.

Dispense e testi distribuiti in aula dal docente

1.1 Concetti di base sui segnali elettrici e sui dispositivi.
1.2 I sistemi lineari ed il loro studio nel dominio del tempo.
1.3 La trasformata di Laplace e studio di un sistema nel dominio della variabile ‘s’.
1.4 Analisi di circuiti lineari.
1.5 Rappresentazione delle funzioni nel dominio della frequenza, diagrammi di Bode e studio di applicazioni.

2.1 Richiami sui semiconduttori e sulle caratteristiche della giunzione PN.
2.2 Diodi utilizzati nei circuiti di segnale e nei circuiti di potenza. Diodi Zener e diodi Schottky. Gli impieghi circuitali dei diodi.
2.3 Transistor bipolare a giunzione (BJT) e transistor ad effetto di campo (JFET e MOSFET) per circuiti di elaborazione di segnale e per la conversione elettronica di potenza. Gli IGBT: caratteristiche e applicazioni.
2.4 Convertitori elettronici di potenza: raddrizzatori a diodi a ponte monofase e trifase; convertitori DC-DC di tipo Buck, Boost, Buck-Boost e Full Bridge; concetti di base sui convertitori DC-AC: regolazione di una tensione alternata con tecnica PWM; configurazioni circuitali monofase e trifase dei convertitori DC-AC e relativo funzionamento sui 4 quadranti; cenni sulla regolazione di corrente con banda di isteresi.

3.1 Introduzione ai circuiti digitali. Cenni sull’algebra booleana. Circuiti combinatori e contatori digitali. Circuiti sequenziali.
3.2 Introduzione ai microcontrollori e ai Digital Signal Processor. PLC industriali: caratteristiche di funzionamento, programmazione e applicazioni. Memorie a semiconduttore. Conversione analogico-digitale
3.3 Effetto Hall. Sensori di corrente e di tensione. Sensori di posizione e di velocità angolare. Sensori di temperatura tipo PT100, PT1000 ed NTC. Convertitori tensione-frequenza e convertitori frequenza-tensione. Sensori per attuatori lineari.
3.4 Amplificatori operazionali. Conversione digitale-analogico. Filtri analogici.
3.5 Bus e protocolli di comunicazione in ambito industriale: RS-485, DeviceNet, Ethercat, etc. Time-Sensitive-Network (TSN) per applicazioni deterministiche.
3.6 Bus e protocolli in ambito automotive: CAN, LIN.
3.7 Bus di campo in ambito domotica.

Oltre alle dispense a cura del docente

D. Johns, K. Martin, Analog Integrated Circuit Design, Wiley

Digital Integrated Circuits, by Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, and Borivoje Nikolic, Prentice Hall

Circuiti elettrici, Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, Giambattista Gruosso, Giancarlo Storti Gajani

Il sistema azienda: struttura, obiettivi, funzioni aziendali, le tipologie di struttura organizzativa. Classificazione dei sistemi di produzione. Le misure di prestazione dei sistemi di produzione. Rappresentazione e mappatura dei processi di produzione. Tecniche per la stima delle prestazioni dei sistemi produttivi. Legami tra WIP, Throughput e Tempo di attraversamento ed influenza della variabilità. Approcci alla diagnostica e miglioramento delle prestazioni dei sistemi manifatturieri.
Il dimensionamento dei lotti di produzione (lotto economico di produzione ed estensione al caso multiprodotto). La produzione per campagne (determinazione del numero ottimale di campagne e della loro durata ottimale). Effetto della dimensione dei lotti sul tempo di attraversamento.

La previsione della domanda
Gli elementi che caratterizzano la domanda e la sua variabilità (fluttuazioni random, trend, stagionalità e ciclicità). Tecniche previsionali qualitative e quantitative. Metodi causali basati su regressione lineare. Metodi basati su serie storiche (media mobile, media mobile pesata, media con smorzamento esponenziale con e senza trend). Metodi di stima della domanda stagionale. Criteri di stima degli errori di previsione (CFE, MAPE, MAD, TS). La previsione di domanda per i nuovi prodotto (stime della dimensione del mercato e modello di Bass).

Pianificazione, programmazione e controllo della produzione
Analisi P-Time e D-Time, la legge di Little. Logiche di gestione Push e Pull. Produzione a magazzino (Make to Stock) e produzione su commessa (Assemble to Order, Make to Order ed Engineering to Order). Gerarchia delle fasi di pianificazione, programmazione e controllo e le loro interazioni con le decisioni strategiche e la pianificazione della capacità produttiva.

Pianificazione aggregata
Criteri di adeguamento della capacità produttiva alla domanda. Metodi empirici (piani zero-inventory, piani level work force, piani misti) e modelli di ottimizzazione LP per la redazione del piano aggregato.

Il Piano Principale di Produzione
Criteri per la disaggregazione del piano aggregato e redazione del Piano principale di Produzione. La gestione della distinta base. Piano principale di produzione MTS E ATO.

Programmazione di medio periodo e pianificazione dei fabbisogni.
Il metodo MRPI e II. La verifica di capacità (Capacity Requirements Planning). Criteri di lottizzazione dei fabbisogni. Stima capacità Available to Promise. Limiti e vincoli del sistema MRP.

Programmazione operativa
I piani operativi di produzione ed il Final Assembly Schedule. Criteri operativi e tecniche euristiche per lo scheduling delle risorse e l’assegnazione delle priorità. Sequencing di linee di produzione multimodel e mixed model. Il controllo avanzamento della produzione.

Sistemi di produzione pull
Il sistema Kanban, il livellamento della produazione ed il sequencing di linee mixed model. Il sistema CONWIP. Confronto prestazionale tra sistemi push e pull.

Richiami di gestione delle scorte
Funzione e criteri di classificazione delle scorte. I costi rilevanti nella gestione delle scorte. I materiali a domanda dipendente e indipendente.
La gestione dei materiali a domanda indipendente: lotto economico con consegne istantanee e graduali, lotto economico con sconti quantità, la gestione a livello di riordino e a ciclo di riordino. La gestione degli articoli a forte movimentazione (copertura totale e copertura libera). Criteri per la determinazione della scorta di sicurezza (ricerca dell’ottimo economico e valutazione del livello di servizio). I benefici della centralizzazione delle scorte. La gestione a fabbisogno ,lot by lot e lotto economico dinamico. Decisioni di approvvigionamento sul singolo periodo (newsboy model). L’analisi ABC, le misure di prestazione dei magazzini (indice di rotazione, periodo di copertura, indici di efficienza del servizio).

Dispense distribuite dal docente caricate sul sito Moodle.

•Vibrazioni di sistemi discreti a N gradi di libertà
o Richiami sulle vibrazioni libere e forzate
o Modi propri e frequenze proprie
o Ortogonalità dei modi propri
o Calcolo della risposta a un carico variabile nel tempo tramite il metodo della sovrapposizione modale
•Vibrazioni di sistemi continui
o Vibrazioni assiali, flessionali e torsionali degli alberi
o Vibrazioni trasversali nelle funi
• Soluzione propagativa
• Soluzione stazionaria
o Vibrazioni trasversali nelle membrane
o Vibrazioni flessionali nelle piastre
o Vibrazioni nei gusci
o Calcolo di modi e frequenze proprie di vibrazione per le diverse condizioni di vincolo
o Calcolo della risposta a un carico variabile nel tempo con la tecnica modale
•Il Metodo degli Elementi Finiti
o La discretizzazione di un sistema reale
o Le funzioni di forma e modelli di interpolazione
o Deformazioni e caratteristiche di sollecitazione in funzione degli spostamenti nodali
o Applicazione del principio dei lavori virtuali
o Le matrici di massa e rigidezza per il singolo elemento e per l’intero sistema
o Introduzione dei vincoli
o Calcolo di modi e frequenze proprie
•Dinamica dei rotori
o Velocità critiche di rotazione
o Bilanciamento statico e dinamico dei rotori

Di Benedetto A, Belfiore N. P. Fondamenti di teoria delle vibrazioni meccaniche, Casa Editrice Ambrosiana - 2011
Guido A. R., Della Valle S. Vibrazioni meccaniche nelle macchine, Liguori Editore
Scotto Lavina G., Applicazioni di meccanica applicata alle macchine, Ed. Siderea, Roma, 1975.

Testi consigliati di approfondimento
Genta G. Vibrazioni delle strutture e delle macchine, Levrotto & Bella, 1996

Meccanica del taglio e dimensionamento dell’utensile. La meccanica del taglio. Richiami sulle lavorazioni per sottrazione di materiale: tornitura, fresatura, foratura. Il dimensionamento dell’utensile in tornitura, fresatura e foratura. Interazione utensile – materiale nelle lavorazioni per asportazione di truciolo. Usura dell’utensile e legge di Taylor. Ottimizzazione delle lavorazioni a controllo numerico. Ottimizzazione dei parametri di lavorazione. Criterio di massima economia. Criterio di massima produttività. Scelta ottimale. Analisi di sensibilità. Lavorazioni monopasso. Lavorazioni monopasso ad avanzamento variabile. Lavorazioni multipasso. Lavorazioni multipasso e multistadio. Metodi avanzati di ottimizzazione delle lavorazioni a controllo numerico. Controllo numerico delle macchine utensili. Generalità dei sistemi di lavorazione a controllo numerico. Architettura di un sistema di lavorazione a controllo numerico. Descrizione dei componenti dei sistemi di lavorazione a controllo numerico. Sistemi di movimentazione. Riferimenti. Movimenti assoluti ed incrementali. Sistemi di controllo. Utensili. Unità di controllo. Istruzioni di un sistema di lavorazione a controllo numerico. Formati di programma. Preparazione del Part Program. Programmazione manuale. Istruzione al linguaggio di programmazione manuale (script). Programmazione automatica. Istruzione al linguaggio di programmazione automatica (script). Progettazione dei componenti meccanici e preparazione del foglio di lavoro.

GLI STUDENTI SONO TENUTI A REGISTRARSI OBBLIGATORIAMENTE ALLA CLASSE DI SISTEMI INTEGRATI DI FABBRICAZIONE FORNENDO NOME, COGNOME, NUMERO DI MATRICOLA ED EMAIL ALL'INDIRIZZO DI POSTA ELETTRONICA: MASSIMILIANO.BARLETTA@UNIROMA3.IT

https://www.pearson.com/us/higher-education/program/Kalpakjian-Manufacturing-Engineering-Technology-7th-Edition/PGM75231.html

Il ciclo di vita di un sistema termomeccanico e le fasi componenti del progetto: analisi di fattibilità; progetto esecutivo.
Metodi convenzionali e ricerca delle soluzioni ottimali, formulazione del problema di progettazione ottimizzata: introduzione; variabili di progetto e gradi di libertà; funzioni di costo; vincoli di progetto; esempi di formulazione di progetto ottimizzato.
Il processo di progettazione di impianti termomeccanici: criteri di selezione di apparecchiature e macchine a fluido; rappresentazione dei dati disponibili mediante metodi di approssimazione; valutazioni economiche e stima iniziale dei costi.
Ottimizzazione di processi per la produzione di potenza elettrica, termica e frigorifera.
Apparecchiature di scambio termico: generalità e tipologie, approcci per la progettazione.
Generatori di vapore: generalità e tipologie; combustibili; combustione; trasmissione del calore; rendimento di un generatore di vapore, criteri di progettazione termica.
Esempi di dimensionamento di macchine e apparecchiature costituenti gli impianti termomeccanici.

CIRILLO F., Progetto di sistemi meccanici, Mc Graw-Hill.
ARORA J. S., Introduction To Optimum Design, Mc Graw-Hill.
BOEHM R. F., Design Analysis of Thermal Systems, John Wiley&son
STOECKER W. F., Design of Thermal Systems, Mc Graw-Hill International.
ANNARATONE D., Calcolo termico di generatori di vapore, Tamburini Editore.

Introduzione alla Progettazione Funzionale: metodi di progettazione, classificazione secondo Artobolewsky, classificazione funzionale: guida di corpo rigido, generatore di funzione e generatore di traiettoria. Analisi e Sintesi Topologica di meccanismi: corrispondenza grafi-meccanismi; enumerazione delle catene cinematiche; isomorfismo e planarità; rappresentazione automatica di catene cinematiche e meccanismi. Analisi e Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti finiti: metodo basato sulle matrici di spostamento, moti nel piano e nello spazio, equazione di Freudenstein. Sintesi cinematica di meccanismi per spostamenti infinitesimi: teoria classica di Burmester, teoria di Burmester generalizzata, metodi generali di sintesi cinematica basati sugli invarianti geometrici e sulle polari del primo ordine; analisi cinematica mediante gli invarianti cinematici, quadrilateri affini. Progettazione funzionale di elementi per l’automotive: cambi automatici, epicicloidali, differenziali, sospensioni ed ammortizzatori, meccanismi di sterzo, innesti e frizioni. Organi di trasmissione e di azionamento: trasmissione per assi paralleli, incidenti e sghembi, giunti articolati, principio di concordanza dell’inerzia. Lubrificazione: lubrificazione elastoidrodinamica EHD. Simulazione dinamica di MBS (sistemi multi-body) e di strutture continue: metodi efficienti di soluzione delle equazioni dinamiche per MBS vincolati; analisi dinamica di strutture tramite elementi finiti. Compliant mechanisms: analisi e sintesi cinematica di meccanismi a cedevolezza selettiva, analisi cinetostatica, analisi dinamica. Isotropic compliance: sintesi della cedevolezza selettiva nei meccanismi e nei robots in E(3) and SE(3). MEMS e NEMS: progettazione, simulazione, fabbricazione, caratterizzazione, test e modalità operazionali di sistemi micro/nano elettro meccanici. Elementi di meccatronica: controllo di sistemi meccanici in condizioni dinamiche, autonica, meccanismi per l’automazione, arpionismi, croce di Malta, microcontrollori. Creatività nel design: atlanti di meccanismi, metodi TRIZ ed LT. Computational intelligence: algoritmi di ottimizzazione per i meccanismi, indici di prestazione, angolo di pressione, guadagno meccanico.

Dispense e materiale distribuito a cura del docente mediante piattaforma Moodle.

Di Benedetto, A., Pennestrì, E., Introduzione alla cinematica dei meccanismi, CEA, Voll. 1, 2 e 3.

Specifiche prestazionali e caratteristiche metrologiche della strumentazione industriale: richiami su concetti di base di metrologia e metodi di misura. Elaborazione ed analisi di misure di grandezze dinamiche. Complementi di statistica applicata alle misure industriali ed ai controlli di qualità. Guida alla stesura di relazioni tecnico-scientifiche.
Catene di misura e condizionamento dei segnali nei processi industriali: richiami sull’adattamento di impedenza, amplificatori, filtri, modulatori e demodulatori, circuiti a ponte, sistemi di linearizzazione, standard di comunicazione degli strumenti di misura. Sistemi di acquisizione dati per applicazioni industriali ed elementi di sensor fusion. Reti di sensori: fondamenti ed applicazioni.
Metodi e sistemi di misura per grandezze meccaniche e termiche nelle applicazioni industriali (ad esempio, rilievi non invasivi, sistemi ottici e digitali, sistemi ad ultrasuoni, sensori tattili, MEMS, ecc.). Gestione del parco apparecchiature in contesto industriale.

• W. C. Dunn, Fundamentals of Industrial Instrumentation and Process Control, McGraw-Hill, 2005
• C. W. de Silva , Sensors and actuators – Engineering System Instrumentation, CRC Press Taylor & Francis Group, 2015
• Beckwith T.G., Marangoni R.D. & Lienhard J.H, Mechanical Measurements, Pearson Prentice Hall, 2007
• R. S. Figliola, D. E. Beasley, Theory and Design for Mechanical Measurements, 6th Edition, Wiley, 2015
• Hughes, T. Hase, Measurements and their Uncertainties A practical guide to modern error analysis, Oxford University Press Inc., New York, 2010
• W. Navidi, Probabilità e statistica per l'ingegneria e le scienze, Mc Graw Hill, 2006
• F. P. Branca, Misure meccaniche, E.S.A. Editrice, Roma 1980
• P. Cappa, Sensori e Trasduttori per Misure Meccaniche e Termiche, Voll. I-III, Borgia Editore, 1994
• Statistical Quality Control Handbook, Western Electric, 1956
• M. G. Natrella, Experimental Statistics, National Bureau of Standards Handbook 91, 1963
• Douglas C.Montgomery, Introduction to Statistical Quality Control, John Wiley & Sons, Inc., 2009
• G. Malagola, A. Ponterio, La metrologia dimensionale: teoria e procedure di taratura, Società Editrice Esculapio, 2013
• A. Brunelli, Manuale di taratura degli strumenti di misura, GISI, 2012