Meccan ica 59
Anno:periodo 4:2 Impegno (ore):lezioni52esercitazioni68 (settimanali 4/6) Prof.Guido Bongiovanni (Meccanica)
Ilcorso ha loscopo di fornire.icriteri per il calcolo ed il progetto degli organi di mac-chine fondamentali deiquali vengono presiin esame la struttura,ilfunzionamentoed il dimensionamento.
REQUIsm
La conoscenzadegli argomenti espostinei corsidiMeccanicaapplicata allemacchine, Scienza dellecostruzioni, Disegnodi macchine+Tecnologiameccanicaècondizione per unaproficua frequenza delcorso.
PROGRAMMA
Resistenza dei materiali alle sollecitazioni alternate;effetto di intaglio;smorzamento interno dei materiali.
Ingranaggicilindricia denti dirittiecon denti obliqui;calcolo di resistenzadegli ingra-naggi. .
Levarieipotesi dirottura e il loro impiegoper ivari casidi sollecitazione e per ivari materiali.
Collegamenti forzatia caldo e a freddo.
Chiavettelongitudinali, tangenz iali e trasversali ;linguette, accoppiamenti scanalati;
dentature Hirth; spine.
Filettature, viti; bulloni eloro accessori.
Molle di flessione,di torsione e di trazione-compressione, Supporti portantie di spinta concusci netti di strisciamento.
Applicazionepratica della teoria della lubrificazione neicuscinettidispinta e portanti.
Risultatidella teoria di Hertz ed applicazioni relative:
Cuscinettia rotolamento:tipi, montaggio, calcolo e criteri di scelta.
Assiealberi:determinazione delle forzeedei momentieverifiche di resistenza.
Giunti: rigidi, assiali, trasversali ,angolariemisti,
Innesti adenti, a frizione,piani eacono;innesti radiali, con anello di espansione, a forza centrifuga,disopravanz o.
Freni per autoveicoli,per veicoli ferroviari, per apparecchi di sollevamento;arpionismi ed arresti.
ESERCITAZIONI
Consistononello svolgimento del progetto di massima (disegno e calcoli) di un gruppo meccani coche dà modo di applicaregran parte di quanto illustrato nel corso.
.BIBLIOGRAFIA .
R. Giovannozzi,Costruzionedi macchine.VoI. I e2, Pàtron,Bologna,1965.
G. Bongiovanni,G.Roccati,Giuntiarticolati,Levrotto& Bella, Torino,1984.
G.Bongio vanni,G. Roccati ,Giuntifissi,articolati,elastici e di sicurezza,Levrotto&
Bella, Torino,1986. .
G.Bongiovanni, G.Roccati,Innestia denti,ad attrito,automatici e di sopravanzo,. Levrotto& Bella, Torino,1987.
G. Bongiovanni ,G. Roccati,Freni,Levrotto& Bella,Torino, 1990.
60 Meccanica
P 1810 Energetica
Ingegneria
Anno:periodo 4:2 Impegno (ore):lezioni60esercitazioni40laboratori4 (settimanali4/4)
Prof.Armando Tuberga(Energetica)
Scopo del corso è quello di consentire agli allievi di acquisirela capacitàdi progettare ed ottimizzare i sisteminei qualisisvolgono le conver sionienergeticheda un punto di vista integrato,che consenta di analizzare insieme tutti i fattori fisici, ambientali ed economici. Si farà cenno alle leggi ed alle norme che regolanoquesto settore.
Il corso si articolerà in lezioni teoriche, esercitazioni di calcolo ed in indaginiin campo di analisienergetica(energy audit) di unsistema reale civileo industriale.
PRECEDENZE CONSIGLIATE. Fisica1,Fisica 2, Fisica tecnica.
PROGRAMMA
Richiami efondamenti di termodinamica. Bilanci e rendimenti di primo e secondo principio.
Cennidi termodinamicadeiprocessiirreversibili. Applicazion iagliimpianti con ven-zionali di trasformazione di energia. Impianti alternativi di conversione, convertitori termoelettrici,celle a combustibile, convertitori fotovoltaici,termoionici e MHD.
Lefontidienergia primarie e rinnovabili. I sistemi energetici delle società industriali avanzate e delle società agricole. 1fabbisognienergetici. Gli usifinali nel mondoe in Italia. La classificazione delle conversioni energetiche. L'impattoambientaledelle conversione energetiche. Le direttive nazionali e internazionalisulle Valutazioni" di Impatto Ambientale (VIA).
Il bilancio energetico dei sistemi termodinamicicomplessi:metoditermodinamici ed empirici. Sistemi energetici mono- e multiflusso.Le degradazioni termodinamiche.
L'efficienzadei sistemi di trasformazione. La rappresentazione con modellifisici ed empirici. La contabilità energetica. I sistemi di valutazionesu basetermodinamica, economica e ambientale. Il contenuto energetico dei materiali. Analisi dei principali processi industriali di trasformazione. Nozionidi termoeconomia:approccio macro- e microeconomico . Lastruttura delle tariffe energetiche. I metodi di analisi economico-finanziaria e gli indicatori piùsignificativi.
L'usorazional edell'energianeisettori industrialeecivile. Le tecniche per le diagnosi energetiche . Gli interventi per la riduzione dei fabbisogni energetici:le tecniche di contenimento dei flussi dispersi (isolamento, regolazione,...) e di modifica delle modalitàdi utilizzazione:l'analisie la modifica deiprocessi. Lacertificazione energe-ticae la normativa ela legislazionenazionaleed europea. Letecniche sperimentali di analisi energeticae di misura in campo. Glistrumenti e le modalitàdi impiego. ESERCITAZIONI
Studio dialcune applicazioni rilevanti:la produzione di energiaelettrica; la pian ifica-zione energetica di sistemi territoriali su base regionale; il riscaldamento urbano centra-lizzato;il trattamento dei rifiuti solidi urbani;la climatizzazioneambientale negli edifici industriali, del terziarioe percivileabitazione.
LABORATORIO
Rilievo energetico di un sistema reale.
Torino,1993/94
P 2080 Fluidodinamica
Meccanica 61
Anno:periodo 4:2 Impegno(ore):lezioni70esercitazi oni20 (settimanali8/*)
Prof. DanielaTordella (Ing.aeronauticaespaziale)
Questo insegnamentointende presentare una sintesi, rigoros adalpunto di vista fisico, ma concettualmente semplice,di un'ampia parte dellamoderna dinamicadei fluidi. In particolareverrannoapprofonditialcuni argomenti chiave quali:le equazionidel moto, la dinamica dellavorticità,l'instabilitàe la transizione alla turbolenza,la turbolenza pienamente sviluppata.
.PROGRAMMA
1. Considera zioni preliminari sulle proprietà fondamentali dei fluidi. Descr izione fenomeno logica deiflussi secondari,delcaratterelaminareoturbolentodel moto.
Generalitàdellatrasmissione termica in presenzadel motodi un fluido: co nven-zione naturaleecelle di Bénard. Correlazionedei risultati sperimentali ed introdu -zione empiricadeinumeri caratteristici.
2. Equazion i fondamentali del moto (estensio ne delle formepresentate nel corso di Meccanicadeifluidi). Tensoridella vorticità e della veloci tà di deformazione.
Funzionedidissipazione ,equazionicostitutive,fluidi newtonianie non newtoniani.
Equazioni di Stokes-Navier, Normalizzazionedelle equazioni fondamentali: defi-nizione dei numeri caratteristicieloro significatofisico. Modelli matematici sem-plificati. Separazione ed accoppiamento tra ilmoto delfluidoela diffusionedel calore o dellamassadi una particolare specie.
3. Evoluzione dinamica della vorticità. Moti rotazionali (equazione dellavorticità, vortex stretching)edirrotazion ali. Flussiconpotenzi ali,equazionedi Bernoull i, paradosso d'Alambert. Strato limite viscoso etermico, metodiintegral iper il cal-colo dello stratolimite, separazione dello strato limite, resistenza di attrit o e di forma,corpiaerodinamiciecorpi tozzi. Scieegetti: bilancidiquantità dimoto,di massae dienergia; trascinamentoda parte dei getti, effetto Coanda.
4. Instabilità. Transizione alla turbolenza. Cennialla descrizionedella turbolen zain termini statistici; caduta irreversibiledell'energiameccan icaversola dissipazione , introduzionedicoefficientiturbolentiditrasporto,eloro conseguenzepratichesulla trasmissionedel calore, dellaquantitàdi motodella massa di una specie chimica.
Oltre a questi argomenti di base,verranno illustrati in modo monografico alcuni tra i seguenti argomen ti,la cui sceltasaràguidata dall'interessedeglistudenti:
i) Concettielementari di meccanica statistica: definizionedistato accessibile,postulati fondament ali,condizionediequilibrio,definizioneesignificatodi temperaturaed entropia. Distribuzionecanonica,teoremadiequiripartizione,funzione di distribu-zione di Maxwell,camminoliberomedio nei gas. Passaggiodallemolecole al con-tinuum,il problemadellequantità medie, calcolo deicoefficienti di trasport onei gas.
ii) Flussitermi ci;equazioni diconvezione (modelloBoussinesq),classificazione di moti convettivi,convezione forzata,convezionelibera espiegazione teoricadelle celle di Bénard.
iii)Fenomeni di propagazione, onde di compress ione o rarefaz ione, invarianti di Riemanne caratteristiche,onde d'urto . Ondedi gravità,relazionedi dispersione , velocità difase e velocitàdi gruppo, propagazione dell'energia, onde incondotti elastici.
iv)Cenniaiflussi in condotticollassabili.
v) Tecnichesperimentali perlamisuradellegrandezzechecaratterizzanoil flusso,e per la visualizzazione dellostesso.
62 Meccanica Ingegneria
BIBLIOGRAFIA
DJ.Tritton,Physicalfluid-dynamics,Oxford Univo Press,1988.
G.K.Batchelor,An introductiontofluid dynamics,Cambridge UnivoPress,1967.
P 2560 Illuminotecnica
Anno:periodo4:2 Impegno (ore): lezioni70esercitazioni20laboratorilO (settimanali 6/2)
Prof. Augusto Mazza (Energetica)
Il corsointende fornire leconoscenze necessarie alla valutazione dell'illuminamento naturale ed artificialeper interni ed esterniedalla elaborazione di progettidi impianti di illuminazione, ampliando e completando le nozioni di illuminotecnica acquisiste dall'insegnamentodiFisica tecnica,che costitui sceun prerequisito essenziale.
PROGRAMMA
Nella prima parte del corso vengono illustrate le caratteristiche della radiazione ed i processi di scambio radiativo.
Vengono quindi introdotte le grandezze fotometriche ed analizzato ilprocesso della visione in tuttii suoi aspetti ;particolareattenzioneviene postanellacolorimetriaed in una approfondita analisi deisistemi colorimetrici.
Vengono quindi presein esame lesorgenti luminosead incandescenza,luminescenzae fluorescenza ed i varitipi diapparecchi illuminanti.
Si passaquindi ad i metodi di calcolo dell'illuminamento diretto (per aree all'aperto, campi sportivi, monumenti, ambienti di grandi dimensioni), seguiti da quelli per ambienti chiusiin presenzadisuperfici riflettenti.
Vengono approfondite le applicazionia settori specifici:illuminazione stradale e di gallerie, illuminazione di impianti sportivi, di capannoni industriali, di uffici ed ambienti di lavoro con particolare attenzione ai problemi di conforto visivo ed alle considerazion ieconomico-energetiche.
Vengono infine trattati i princip aliaspetti dell'illuminazione naturale con i relativi metodidi calcolo.
ESERCITAZIONI. Calcolo e il progetto di diversi tipi di impianti di illuminazione e
misurefotometrichein laboratorio. . . .
BIBLIOGRAFIA
G.Forcolini,Illuminazionedi interni,Hoepli,Milano,1988.
G.Parolini,M.Paribeni, Tecnicadell'illuminazione,UTET, 1977.
Torino, 1993/94
P 3112 Macchine 2
Meccanica 63
Anno:periodo 4:2 Ìmpegno(ore):lezioni72esercitazioni44laboratori4 (settimanali6/4)
Prof. EnricoAntonelli (Energetica)
Scopo del corso è quello di fornire le nozionifondamentali sui motori a combustione ,interna volumetrici(alternativi e rotativi) e a flusso continuo(turbine a gas): ilcorso comprende, sia una parte più propriamentedescrittiva,avente lo scopodi fornire una conoscenza generale della costituzione di detti motori, sia una parte a carattere forma-tivo,necessaria per permettere la scelta in relazione all'impiego e percostituire la base della loro progettazionetermica e fluidodinamica.
REQUIsm
Sono propedeuticheTecnologiadeimateriali echimica applicataeMacchinel. PROGRAMMA
Richiamidi termodinamica,fluidodinamica e termochimica applicata:ai motori a com-bustioneinterna. '
Motori volumetrici:classificazione, cicli ideali,criteri per l'impostazione del progetto di massima.
·Motori alternativi ad accensione comandata, a 4 ea2 tempi: costituzione,particolarità, funzionamento reale. Studioparticolareggiato del funzionamento:riempimento, com-bustione normale e anomala, caratteristica meccanica e di regolazione; sistemi di alimentazione con carburatore ead iniezione; apparati di accensione;emissioni.
Motori alternativi ad accensione per compressione,a 4 e a 2 tempi:costituzione,parti-o.
colarità, funzionamento reale. Studio particolareggiato del funzionamento: combu-stione normale e anomala, caratteristica meccanica e di regolazione; apparati di
inie-zione; emissioni. .
La sovralimentazione dei motori a 4 e a 2 tempi:modalitàe relativeprestazioni.
·Notiziecomplementari sui motori alternativi:equilibramento; refrigerazione.
Turbine a gas:classificazione,cicli ideali e reali,semplici e complessi (inter-refrigera-zione ,ricombustione,rigenerazione);caratteristicameccanicaediregolazione; com-bustori e problemi di combustione; palettature e loro refrigerazione. . Reattori (turbo-, auto-, pulso-,endo-reattori): generalità, principidi funzionamento.
ESERCITAZIONI
Oltre ad esercizinumerici su argomenti trattati a lezione vengono svolte due esercita-zioni numerico-grafiche consistentinel calcolo delle prestazionie nel dimensionamento dimassimadi un motore alternativo e diun impianto di turbina a gas..
LABORATORI ' .
Smontaggio'e rimontaggiodi un motore automobilistico;rilevamento al banco-prova dellacaratteristicameccanicae di quelladi regolazionedi un motore alternativo.
·BIBLIOGRAFIA , .
A.Capetti,Motoritermici"UTET,Torino ,1967. .
A.Capetti ,Esercizisulle macchinetermiche,Giorgio,Torino, 1965.
64 Meccanica