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Ore Lezione
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20801822 -
LABORATORIO DI AERODINAMICA E AEROACUSTICA
(obiettivi)
LO SCOPO DEL CORSO È FAR ACQUISIRE LA SENSIBILITÀ E LE COMPETENZE OPERATIVE NEL SETTORE DELL’AERODINAMICA SPERIMENTALE PER APPLICAZIONI AERONAUTICHE E PIÙ IN GENERALE NEL CAMPO DELL’INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL’INGEGNERIA AMBIENTALE.
VERRANNO INTRODOTTI I FONDAMENTI TEORICI DELL’AEROACUSTICA INCLUDENDO PROBLEMATICHE TEORICO-PROGETTUALI ED APPROFONDENDO, MEDIANTE LE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO, GLI ASPETTI RELATIVI ALLA MISURA DEL RUMORE IN CONFIGURAZIONI DI INTERESSE AERONAUTICO (AD ESEMPIO IN GETTI COMPRESSIBILI E FLUSSI DI PARETE).
IL CORSO SARÀ RIVOLTO IN PARTICOLARE A FAR ACQUISIRE AGLI STUDENTI LA CAPACITÀ DI OPERARE CON STRUMENTAZIONE E TECNICHE DI ELABORAZIONE DEI DATI DI TIPO CONVENZIONALI ED AVANZATE.
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DI MARCO ALESSANDRO
( programma)
Concetti Fondamentali
Richiami di Fluidodinamica: equazioni di governo in campo incompressibile e compressibile, analisi dimensionale, soluzioni asintotiche. Campo sonoro; Onde nei gas e nei liquidi; Diffrazione; Acustica geometrica; Onde nei solidi; Analisi in frequenza del suono; definizione di Decibel e SPL; Filtri; Somma campi sonori; Interferenza e componenti in frequenza.
Gallerie del vento a bassa velocità, alta velocità e anecoiche.
Equazione delle onde nei fluidi
Equazione delle onde in un campo privo di sorgente; Soluzioni generali e armoniche; Intensità del suono; Energia e densità di energia; riflessione e trasmissione delle onde. Meccanismi di generazione e propagazione del suono. Sorgenti sonore: Monopoli; Dipoli; Quadripoli.
Elementi di analisi del segnale e di teoria della probabilità.
Impianti per la misura del suono.
Camere anecoiche e camere riverberanti.
Tecniche di misura del suono
Alcuni fondamenti di matematica; Analisi di Fourier; Sistemi di Misura; Caratterizzazione di sorgenti acustiche mediante microfoni.
Principali tecniche sperimentali per lo studio di flussi turbolenti
Anemometria a filo caldo ad una e più componenti; anemometria Laser Doppler; Particle Image Velocimetry. Laser Induced Fluorescence.
Metodi ottici per l’analisi di campi di densità
Interferometria, Schlieren, Shadowgraph
Altri tipi di misure in gallerie aerodinamiche:
Tubo di Pitot, trasduttori di pressione, misure di portata (Venturimetri, Flussimetri), misure di temperatura con termocoppie, misure di forza e bilance dinamometriche, misure di acustica.
( testi)
Dispense a cura del docente.
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9
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ING-IND/06
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72
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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20801816 -
ANALISI DI STRUTTURE AERONAUTICHE
(obiettivi)
FORNIRE LE CONOSCENZE DI BASE PER AFFRONTARE IN MODO CRITICO LA PROGETTAZIONE DI DETTAGLIO DI STRUTTURE AERONAUTICHE NONCHÉ UNA CONOSCENZA APPROFONDITA DEGLI STRUMENTI DI ANALISI NUMERICA COMUNEMENTE UTILIZZATI IN TALE CAMPO. PARTICOLARE ENFASI VERRÀ DATA AL METODO DEGLI ELEMENTI FINITI E ALLA SUA APPLICAZIONE NELLA MODELLIZZAZIONE DI ELEMENTI STRUTTURALI TIPICI DELLE COSTRUZIONI AERONAUTICHE. LE TECNICHE ACQUISITE VERRANNO UTILIZZATE NELLA PROGETTAZIONE DI UNA STRUTTURA ALARE E/O DI FUSOLIERA CON REQUISITI ASSEGNATI.
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BERNARDINI GIOVANNI
( programma)
L’insegnamento di Analisi di Strutture Aeronautiche rientra nell'ambito delle attività caratterizzanti l' SSD ING-IND/04 Costruzioni e strutture aerospaziali.
Il programma dell’insegnamento è strutturato per fornire agli studenti conoscenze e competenze nell'ambito della progettazione strutturale di componenti aeronautici, tramite metodologie ampiamente utilizzate nella fase di progettazione di dettaglio del velivolo.
Il programma dell’insegnamento è articolato in 36 lezioni frontali (pari a 9CFU) suddivise nelle seguenti otto sezioni principali:
1) Richiami di algebra tensoriale: Tensori di ordine N e operazioni tra tensori. Coordinate curvilinee. Vettori di base covarianti e controvarianti. Vettori e tensori in coordinate curvilinee. Operatori differenziali in coordinate curvilinee.
2) Cinematica del continuo deformabile: Descrizione Euleriana e Lagrangiana del moto. Teoria delle deformazioni finite. Tensore gradiente di spostamento e deformazione. Teorema della decomposizione polare. Tensori di deformazione in una visione Lagrangiana ed Euleriana (tensori di Cauchy-Green e di Eulero-Almansi). Tensore velocità di deformazione. Teoria linearizzata (piccoli spostamenti e deformazioni). Equazione di conservazione della massa in una visione materiale e spaziale.
3) Dinamica del continuo deformabile: Equazione di bilancio della quantità di moto in una visione Lagrangiana ed Euleriana. Teorema di Cauchy. Tensore degli sforzi di Cauchy e di Piola–Kirchhoff. Bilancio del momento della quantità di moto in una visione materiale e spaziale. Equazione di bilancio dell’energia meccanica in una visione materiale e spaziale.
4) Termodinamica del continuo deformabile: Equazioni di conservazione dell’energia totale e dell’energia termodinamica in una visione materiale e spaziale. Teorema di Stokes per il flusso di calore. Secondo principio della termodinamica.
5) Teoria delle relazioni costitutive: Assiomi di Noll. Implicazioni del secondo principio della termodinamica sulla teoria delle relazioni costitutive dei materiali. Cenni alla teoria delle relazioni costitutive di materiali termoelastici: definizione del tensore elastico isotermo, del tensore degli sforzi termici, del tensore conduttività termica. Particolarizzazione delle relazioni costitutive al caso di materiali termoelastici lineari isotropi.
6) Problema termoelastico in strutture di interesse aeronautico: Formulazione termoelastica disaccoppiata. Problema della conduzione del calore e relative condizioni al contorno ed iniziali. Problema della determinazione degli sforzi dovuta all’azione combinata di carichi esterni e carichi termici: la trave di Eulero-Bernoulli e la piastra sottile.
7) Il metodo degli elementi finiti: Formulazione forte e debole del problema termoelastico disaccoppiato. Relazione tra la formulazione forte e debole e trattamento delle condizioni al contorno. Principio dei lavori virtuali. Discretizzazione e definizione delle funzioni di forma. Scelta delle funzioni di forma. Definizione delle matrici di massa, di rigidezza di smorzamento di elemento. Definizione del vettore dei carichi nodali equivalenti. Processo di assemblaggio. Imposizione delle condizioni al contorno sugli spostamenti. Elementi conformi. Elementi non conformi – patch test. Elementi isoparametrici. Metodi classici per la valutazione delle funzioni di forma. Esempi di applicazione in problemi di interesse in ambito aeronautico: aste, travi, piastre e gusci.
8) Introduzione all’utilizzo del codice Autodesk Inventor: modellazione geometrica. Definizione delle caratteristiche dei materiali. Definizione delle condizioni al contorno e del sistema di carichi. Metodi di soluzione. Post-processing dei dati. Applicazione all’analisi strutturale di un’ala e/o di una fusoliera.
( testi)
- M.E., Gurtin, An Introduction to Continuum Mechanics, Academic Press, 1981 (per gli argomenti 1, 2, 3 e 5 del programma)
- Boley, B.A, Weiner. J.H., Theory of Thermal Stresses, John Wiley & Sons, New York, 1960 (per gli argomenti 4, 5 e 6 del programma)
- Thomas J.R., Hughes, ‘The Finite Element Method – Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis,’ Dover, 2000 (per l'argomento 7 del programma)
- T.H.G., Megson, Aircraft Structures for Engineering Students, Arnold, London, 1999 (per l'argomento 7 del programma)
- Dispense fornite dal docente (per tutti gli argomenti del programma)
Il materiale didattico utilizzato è indicato di volta in volta dal docente durante le lezioni. Le dispense sono rese disponibili sulla piattaforma Moodle, per agevolarne la fruizione sia da parte degli studenti frequentanti che di quelli non frequentanti. Sulla piattaforma Moodle vengono rese disponibili anche le specifiche del progetto di gruppo che gli studenti devono svolgere durante l'anno, nonché una raccolta delle prove d'esame scritte di appelli precedenti, mirata a fornire agli studenti un valido e realistico banco di prova su cui esercitarsi in visone dell'esame finale.
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POGGI CATERINA
( programma)
L’insegnamento di Analisi di Strutture Aeronautiche rientra nell'ambito delle attività caratterizzanti l' SSD ING-IND/04 Costruzioni e strutture aerospaziali.
Il programma dell’insegnamento è strutturato per fornire agli studenti conoscenze e competenze nell'ambito della progettazione strutturale di componenti aeronautici, tramite metodologie ampiamente utilizzate nella fase di progettazione di dettaglio del velivolo.
Il programma dell’insegnamento è articolato in 36 lezioni frontali (pari a 9CFU) suddivise nelle seguenti otto sezioni principali:
1) Richiami di algebra tensoriale: Tensori di ordine N e operazioni tra tensori. Coordinate curvilinee. Vettori di base covarianti e controvarianti. Vettori e tensori in coordinate curvilinee. Operatori differenziali in coordinate curvilinee.
2) Cinematica del continuo deformabile: Descrizione Euleriana e Lagrangiana del moto. Teoria delle deformazioni finite. Tensore gradiente di spostamento e deformazione. Teorema della decomposizione polare. Tensori di deformazione in una visione Lagrangiana ed Euleriana (tensori di Cauchy-Green e di Eulero-Almansi). Tensore velocità di deformazione. Teoria linearizzata (piccoli spostamenti e deformazioni). Equazione di conservazione della massa in una visione materiale e spaziale.
3) Dinamica del continuo deformabile: Equazione di bilancio della quantità di moto in una visione Lagrangiana ed Euleriana. Teorema di Cauchy. Tensore degli sforzi di Cauchy e di Piola–Kirchhoff. Bilancio del momento della quantità di moto in una visione materiale e spaziale. Equazione di bilancio dell’energia meccanica in una visione materiale e spaziale.
4) Termodinamica del continuo deformabile: Equazioni di conservazione dell’energia totale e dell’energia termodinamica in una visione materiale e spaziale. Teorema di Stokes per il flusso di calore. Secondo principio della termodinamica.
5) Teoria delle relazioni costitutive: Assiomi di Noll. Implicazioni del secondo principio della termodinamica sulla teoria delle relazioni costitutive dei materiali. Cenni alla teoria delle relazioni costitutive di materiali termoelastici: definizione del tensore elastico isotermo, del tensore degli sforzi termici, del tensore conduttività termica. Particolarizzazione delle relazioni costitutive al caso di materiali termoelastici lineari isotropi.
6) Problema termoelastico in strutture di interesse aeronautico: Formulazione termoelastica disaccoppiata. Problema della conduzione del calore e relative condizioni al contorno ed iniziali. Problema della determinazione degli sforzi dovuta all’azione combinata di carichi esterni e carichi termici: la trave di Eulero-Bernoulli e la piastra sottile.
7) Il metodo degli elementi finiti: Formulazione forte e debole del problema termoelastico disaccoppiato. Relazione tra la formulazione forte e debole e trattamento delle condizioni al contorno. Principio dei lavori virtuali. Discretizzazione e definizione delle funzioni di forma. Scelta delle funzioni di forma. Definizione delle matrici di massa, di rigidezza di smorzamento di elemento. Definizione del vettore dei carichi nodali equivalenti. Processo di assemblaggio. Imposizione delle condizioni al contorno sugli spostamenti. Elementi conformi. Elementi non conformi – patch test. Elementi isoparametrici. Metodi classici per la valutazione delle funzioni di forma. Esempi di applicazione in problemi di interesse in ambito aeronautico: aste, travi, piastre e gusci.
8) Introduzione all’utilizzo del codice Autodesk Inventor: modellazione geometrica. Definizione delle caratteristiche dei materiali. Definizione delle condizioni al contorno e del sistema di carichi. Metodi di soluzione. Post-processing dei dati. Applicazione all’analisi strutturale di un’ala e/o di una fusoliera.
( testi)
- M.E., Gurtin, An Introduction to Continuum Mechanics, Academic Press, 1981 (per gli argomenti 1, 2, 3 e 5 del programma)
- Boley, B.A, Weiner. J.H., Theory of Thermal Stresses, John Wiley & Sons, New York, 1960 (per gli argomenti 4, 5 e 6 del programma)
- Thomas J.R., Hughes, ‘The Finite Element Method – Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis,’ Dover, 2000 (per l'argomento 7 del programma)
- T.H.G., Megson, Aircraft Structures for Engineering Students, Arnold, London, 1999 (per l'argomento 7 del programma)
- Dispense fornite dal docente (per tutti gli argomenti del programma)
Il materiale didattico utilizzato è indicato di volta in volta dal docente durante le lezioni. Le dispense sono rese disponibili sulla piattaforma Moodle, per agevolarne la fruizione sia da parte degli studenti frequentanti che di quelli non frequentanti. Sulla piattaforma Moodle vengono rese disponibili anche le specifiche del progetto di gruppo che gli studenti devono svolgere durante l'anno, nonché una raccolta delle prove d'esame scritte di appelli precedenti, mirata a fornire agli studenti un valido e realistico banco di prova su cui esercitarsi in visone dell'esame finale.
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ING-IND/04
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Attività formative caratterizzanti
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Gruppo opzionale:
Laboratori Aeronautica - (visualizza)
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Gruppo opzionale:
comune Orientamento unico AD OBBLIGATORIE AFFINI - (visualizza)
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20810249 -
CONTROLLI AUTOMATICI
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Erogato presso
20810249 CONTROLLI AUTOMATICI in Ingegneria meccanica LM-33 PANZIERI STEFANO, CAVONE GRAZIANA
( programma)
Spazio di Stato. Rappresentazioni ingresso-uscita ed ingresso-stato-uscita. Scelta delle variabili di stato. Interconnessione di sistemi alle variabili di stato. Matrice di transizione dello stato. Proprietà dell’esponenziale di matrice. Passaggio dalla funzione di trasferimento allo spazio di stato e viceversa. Trasformazioni di coordinate x=Tz. Trasformazione di coordinate per forma compagna. Autovalori della matrice dinamica A. Diagonalizzazione con autovalori distinti, relazioni con l’espansione in frazioni parziali. Cenni sul caso di autovalori coincidenti e forma di Jordan. Proprietà strutturali dei sistemi. Osservatore asintotico dello stato. Assegnazione degli autovalori dall’uscita. Principio di separazione.Spostamento della singola dinamica. Spostamento di una dinamica da più di un ingresso con minimizzazione dello sforzo di controllo. Osservatore asintotico dello stato. Assegnazione degli autovalori con reazione dall’uscita. Principio di separazione. Regolazione dell’uscita con misura dello stato e con estensione dinamica. Il regolatore di Francis.
Spazio di Stato. Il controllo ottimo. Ottimizzazione di indici integrali: equazione di Eulero-Lagrange. Ottimizzazione vincolata. Controllo a minima energia. Equazione di Riccati.
Cenni sui sistemi non-lineari. Caratteristiche. Stabilità asintotica e non di un punto per sistemi nonlineari autonomi. Linearizzazione intorno ad un punto di equilibrio. Feedback linearizzazione.
( testi)
Appunti sulle rappresentazioni ingresso-stato-uscita del docente
Fondamenti di Automatica, Paolo Bolzern, Riccardo Scattolini, Nicola Schiavoni. McGraw-Hill Education; 4° edizione (19 febbraio 2015)
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ING-INF/04
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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20801821 -
INTERAZIONE FRA LE MACCHINE E L'AMBIENTE
(obiettivi)
FORNIRE LE CONOSCENZE DI BASE SULLA FORMAZIONE DEGLI INQUINANTI PROVENIENTI DA IMPIANTI DI CONVERSIONE DELL’ENERGIA E DA MEZZI DI TRASPORTO E SULLE MODALITÀ DI DIFFUSIONE E TRASPORTO DEGLI INQUINANTI IN ATMOSFERA. ACQUISIZIONE DELLE COMPETENZE NECESSARIE PER L’UTILIZZAZIONE DI MODELLI DI PREVISIONE AI FINI DELLA PREDISPOSIZIONE DI STUDI DI IMPATTO AMBIENTALE (SIA).
AFFINAMENTO DELLE CONOSCENZE PER L’ANALISI DEI SISTEMI ENERGETICI ALLA LUCE DELLA LORO INTERAZIONE CON L’AMBIENTE E DEL LORO SVILUPPO. ACQUISIZIONE DELLE TECNOLOGIE E DEI SISTEMI DI MISURA, CONTROLLO E ABBATTIMENTO DELLE EMISSIONI INQUINANTI NEL SETTORE DEGLI IMPIANTI DI CONVERSIONE DELL’ENERGIA E IN QUELLO DEI TRASPORTI.
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Erogato presso
20801821 INTERAZIONE FRA LE MACCHINE E L'AMBIENTE in Ingegneria meccanica LM-33 CHIAVOLA ORNELLA
( programma)
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.
( testi)
- 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
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ING-IND/08
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72
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Attività formative affini ed integrative
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ITA |
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20801825 -
TURBOMACCHINE
(obiettivi)
IL CORSO SI PREFIGGE DI INSEGNARE AGLI STUDENTI IL DIMENSIONAMENTO DI TURBOMACCHINE IDRAULICHE E A FLUIDO ELASTICO OPERATRICI E MOTRICI. A PARTIRE DA SPECIFICHE PRESTAZIONALI E DA VINCOLI PRESTABILITI DI PROGETTO, LO STUDENTE IMPARERA’ A DIMENSIONARE LE TURBOMACCHINE IN RELAZIONE AGLI ASPETTI CHE LIMITANO LE PRESTAZIONI: MATERIALI IMPIEGATI, CAVITAZIONE, VELOCITÀ DI EFFLUSSO TRANSONICHE. IMPARERÀ AD OTTIMIZZARE I GRADI DI LIBERTÀ DEL PROGETTO PER RAGGIUNGERE L'OTTIMO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI. INOLTRE SARÀ IN GRADO DI CALCOLARE LE MAPPE PRESTAZIONALI DELLE TURBOMACCHINE UNA VOLTA ASSEGNATA L’ ARCHITETTURA E LE QUANTITÀ GEOMETRICHE DI INTERESSE.
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Erogato presso
20801825 TURBOMACCHINE in Ingegneria meccanica LM-33 N0 GIOVANNELLI AMBRA
( programma)
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.
( testi)
• T. Wright e P.M. Gerhart, "Fluid Machinery: Application, Selection and Design", CRC Press ISBN978-1-4200-8294-4
• Materiale a cura del Docente messo a disposizione su piattaforma Moodle
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ING-IND/08
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Attività formative affini ed integrative
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20801838 -
OLEODINAMICA E PNEUMATICA
(obiettivi)
Fornire le conoscenze sugli aspetti funzionali dei componenti oleodinamici e pneumatici nell’ambito del settore dell’Ingegneria Meccanica e Aeronautica.
Fare acquisire le competenze progettuali necessarie per la progettazione dei sistemi complessi, oleodinamici e pneumatici, per l’analisi delle loro prestazioni e per l’identificazione delle loro caratteristiche dinamiche.
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Erogato presso
20801838 OLEODINAMICA E PNEUMATICA in Ingegneria meccanica LM-33 N0 PALMIERI FULVIO
( programma)
Oleodinamica
1. Condizioni di efflusso notevoli in oleodinamica
Flusso attraverso gli orifizi - Il coefficiente di efflusso Ce o “discharge coefficient CD”
Flusso nei meati
2. Valvole
Valvola limitatrice di pressione
Valvola riduttrice di pressione
Valvola regolatrice di portata RQ2
Valvola regolatrice di portata RQ3
Valvole a posizionamento continuo e caratteristiche
Manipolatore oleodinamico
Servovalvole e valvole proporzionali
Servovalvole Nozzle-Flapper
3. Attuatori
Classificazione e caratteristiche e degli attuatori lineari e rotativi
4. Operatori
Classificazione delle pompe impiegate nell'oleodinamica
Livello di pressione
Regolarità della portata
Variabilità della cilindrata
Considerazioni su rapporto Costo/Prestazioni
5. Fluidi, accumulatori e tubazioni
Funzioni del fluido nei sistemi oleodinamici
Definizione e caratterizzazione della comprimibilità
Comprimibilià effettiva
Filtrazione
Condizionamento termico
Accumulatori
Tubazioni
6. Perdite nelle macchine operatrici e motrici
Modello di Wilson
7. Sistemi
Gruppi di alimentazione a portata costante
Gruppi di alimentazione a pressione costante
Le trasmissioni idrostatiche, macchine a cilindrata variabile
I sistemi “load sensing”
Il controllo “automotivo”
8. Aspetti, componenti e sistemi legati alla divisione o ripartizione del flusso verso gli utilizzatori
Divisori di flusso a posizionamento continuo
Divisori a ingranaggi
Divisori a logica proporzionale
9. Controllo di attuatori lineari e rotativi
Linearizzazione dei sistemi oleodinamici intorno al punto di funzionamento nominale
Caratterizzazione del comportamento delle valvole a posizionamento continuo
Caratterizzazione dei sistemi dinamici del primo e del secondo ordine mediante i parametri canonici
Controllori industriali di tipo PID
Sistemi “valve-controlled”
Sistemi “pump-controlled” (cilindrata variabile, velocità del motore primo variabile)
Sistemi oleodinamici in ambito “meccatronico”
10. Progetto di sistemi oleodinamici
Progetto di un sistema o di un componente oleodinamico e verifica delle sue prestazioni in condizioni stazionarie e dinamiche mediante l’impiego del codice di simulazione AMESim®.
Pneumatica
11. Aspetti legati all’esercizio dei componenti pneumatici
Flusso attraverso gli orifizi
Carica e scarica di una capacità
Caratteristica meccanica dei martinetti
12. Sistemi per la generazione e distribuzione dell’aria compressa
Compressori
Valvole
Attuatori
Gruppi per il trattamento dell’aria compressa
Deumidificazione
Filtrazione
Gruppi di generazione e condizionamento
13. Aspetti funzionali e logici nella gestione degli impianti pneumatici
Diagrammi movimento fasi
Grafcet descrittivo, grafcet funzionale, grafcet contratto
Soluzioni per il controllo di due o più attuatori pneumatici e problematiche legate all’insorgenza dei segnali bloccanti
Tecnica della memoria ausiliaria
Tecnica delle memorie in cascata
Sequenziatori
Elettropneumatica a relé
Sistemi gestiti da PLC
( testi)
-N.NERVEGNA “OLEODINAMICA E PNEUMATICA” ED. POLITEKO, TORINO
-G. BELFORTE, A.M. BERTETTO, L. MAZZA “ PNEUMATICA” ED. TECNICHE NUOVE, MILANO
-ASSOFLUID “L’OLEOIDRAULICA NELL’AMBITO INDUSTRIALE E MOBILE” ED. ASSOFLUID. MILANO
-ASSOFLUID “LA PNEUMATICA E LE SUE APPLICAZIONI” ED. ASSOFLUID. MILANO
-N.D. MANRING “HYDRAULIC CONTROL SYSTEMS” ED. JOHN WILEY & SONS, N. JERSEY
-AKERS, M. GASSMAN E R. SMITH “ HYDRAULIC POWER SYSTEM ANALYSIS” ED.TAYLOR & FRANCIS
-P. BEATER “PNEUMATIC DRIVES” SPRINGER-VERLAG BERLIN
-Materiale didattico a cura del docente
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ING-IND/08
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Attività formative affini ed integrative
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20801715 -
MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI
(obiettivi)
CONOSCERE LE SOLUZIONI COSTRUTTIVE E LE CARATTERISTICHE FUNZIONALI DELLE PRINCIPALI MACCHINE ELETTRICHE ROTANTI, INCLUSI I MODELLI UTILIZZATI PER LO STUDIO DEL COMPORTAMENTO ELETTROMECCANICO IN REGIME DINAMICO, AL FINE DI ACQUISIRE LA CAPACITÀ DI SCEGLIERE E DI SAPER UTILIZZARE LE VARIE MACCHINE ELETTRICHE ROTANTI IMPIEGATE NELLE APPLICAZIONI ELETTRICHE INDUSTRIALI O NEI SISTEMI DI PRODUZIONE DELLA POTENZA ELETTRICA. CONOSCERE LE CONFIGURAZIONI DI BASE DEI CONVERTITORI ELETTRONICI DI POTENZA UTILIZZATI PER LA REGOLAZIONE DELLE GRANDEZZE ELETTRICHE DI ALIMENTAZIONE DELLE MACCHINE ELETTRICHE. CONOSCERE GLI ALGORITMI DI BASE UTILIZZATI NEGLI AZIONAMENTI ELETTRICI PER LA REGOLAZIONE ED IL CONTROLLO DELLE PRESTAZIONI ELETTROMECCANICHE DELLA MACCHINA. SAPER INDIVIDUARE LE PRINCIPALI CARATTERISTICHE DI DIMENSIONAMENTO DI UN AZIONAMENTO ELETTRICO IN RELAZIONE ALLE SPECIFICHE TECNICHE DELLA APPLICAZIONE.
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LIDOZZI ALESSANDRO
( programma)
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 vettoriale e tecnica DTC.
( testi)
Testi suggeriti a complemento del materiale fornito dal docente:
Ion Boldea, Syed A. Nasar
Electric Drives, Third Edition 2016 by CRC Press
ISBN 9781498748209
Bimal K. Bose
Modern Power Electronics and AC Drives
Prentice Hall PTR, 2002
Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins
Power Electronics: Converters, Applications, and Design
ISBN: 0471226939
Ned Mohan
Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB / Simulink
ISBN: 978-1-118-48548-4
Ned Mohan
Electric Drives: An Integrative Approach
ISBN: 0971529256
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ING-IND/32
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Attività formative affini ed integrative
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Università Roma Tre