Meccan ica 61
Anno:periodo4:2 Impegn o(ore):lezioni52esercitazioni68 (settimanali 4/6)
Prof. Guido Bongiovanni (Mecca nica)
'11 corso ha lo scopo di fornirei criteri perilcalcolo edil progetto degli organi di
mac-chine fondamentalideiquali vengono presi in esamela struttura, il funzionamento edil dimensionamento.
REQUISITI
Laconoscenza degli argomenti esposti nei corsi diMeccanica applicata alle macchine. Scienza delle costruzioni.Disegno di macchine+ Tecnologia meccanica è condizione per una proficua frequenza del corso.
PROGRAMMA
Resistenza dei materi alialle sollecitazionialternate; effettodi intaglio;smorzamento interno dei material i.
Ingranaggi cilindrici a dentidiritti e con denti obliqui;calcolo di resistenza degli ingra-naggi.
Le varie ipotesi di rottura eil loro impiego per i vari casi di sollecitazione e per i vari materiali. '
Collegamenti forzati a caldo e a freddo.
Chiavette longitudinali,tangenziali e trasversali; linguette, accoppiamenti scanalati;
dentature Hirth; spine.
Filettature, viti, bulloni e loro accessori.
Molle di flessione,di torsionee di trazione-compressione. Supporti portant ie di spinta con cuscinetti di strisciamento.
Applicazione pratica della teoria della lubrificazione nei cuscinetti di spinta'e portanti.
Risultati della teoria di Hertz ed applicazioni relative.
Cuscinetti a rotolamento:tipi,montaggio,calcolo e criteri di scelta.
Assi e alberi:determinazione delle forze e dei momenti e verifiche di resistenza.
Giunti: rigidi,assiali,trasversali,angolari e misti. .
Innesti a denti,a frizione, piani e a cono; innesti radiali, con anello di espansione, a forza centrifuga, disopravanzo.
Freni per autoveicoli,per veicoli ferroviari, per apparecchi di sollevamento; arpionismi ed arresti.
ESERCITAZIONI
Consistono nello svolgimento del progetto di massima (disegno e calcoli) di un gruppo meccanico che dà modo di applicare gran parte di quanto illustrato nel corso.
BIBLIOGRAFIA
R.Giovannozzi,Costruzionedi macchine. VoI. I e 2, Pàtron,Bologna, 1965.
G. Bongiovanni, G. Roccati,Giunti articolati, Levrotto& BelIa, Torino, 1984.
G. Bongiovanni, G. Roccati,Giuntifissi.articolati,elastici e di sicurezza, Levrotto&
BelIa, Torino, 1986.
G. Bongiovanni,G. Roccati,Innesti a denti. ad attrito. automatici e di sopravanzo, Levrotto& Bella,Torino, 1987.
G.Bongiovanni,G. Roccati,Freni,Levrotto& Bella, Torino, 1990.
62 Meccanica
P 1810 Energetica
Ingegneria
Anno:pc riodo 4:2 Impegno(ore):Iczioni60esercitazioni40laboratori4 (settimanali 4/4)
Prof. ArmandoTuberga (Energet ica)
SCOpO del corsoè quello di consentireagli'allievi di acquisire la capacità di progettare ed ottimizzare i sistemineiqualisi svolgono le conversionienergetiche da un punto di vista integrato,che consenta dianalizz are insieme tuttii fattori fisici, ambientali ed economici. Sifarà cennoalle leggied alle nonne che regolanoquestosettore.
Il corso si articoleràinlezioniteoriche, esercitazioni di calcoloed in indagini in campo di analisienergetica(energy audit) di un sistema reale civile o industriale.
PRECEDENZE CONSIGLIATE. Fisical,Fisica 2,Fisicatecnica.
PROGRAMMA
Richiami efondamentidi termodinamica. Bilanci e rendimenti di primo e secondo principio.
Cennidi termodinamicadeiprocessi irreversibili. Applicazioniagli impianti conven-zionali ditrasformazionedi energia. Impiantialternatividiconversione, convertitori termoelettrici, cellea combustibile,convertitori fotovoltaici,tennoionicie MHD.
Lefontidi energia primariee rinnovabili. I sistemienergetici delle società industriali avanzatee delle societàagricole. lfabbisogni energetici. Gli usifinali nel mondo e in Italia. La classi ficazione delle conversioni energetiche. L'impatto ambientale delle conversion eenergetiche. Le direttivenazionali einternazionali sulle Valutazioni di Impatto Ambientale (VIA).
Il bilancio energeticodeisistemi termodinamici complessi:metodi termodinamici ed empirici. Sistemi energeticirnono- e multi flusso. Le degradazioni tennodinamiche. L'efficienzadei sistemi ditrasformazione. La rappresentazionecon modelli fisicied empirici. Lacontabilitàenergetica. Isistemi divalutazione su base tennodinamica, economica e ambientale. Il contenuto energeticodei materiali. Analisi dei principali processi industriali di trasformazione. Nozionidi termoeconomia: approccio rnacro-e microeconomico. Lastrutturadelletariffeenergetiche. I metodidi analisi economico-finanziaria e gli indicatoripiùsignificativi.
L'usorazionale dell'energia neisettoriindustriale e civile. 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 utilizzaz ione:l'analisie lamodifica dei processi. Lacertificazione energe-ticae la normativa elalegislazionenazionaleedeuropea . Le tecniche sperimentali di analisienergeticae di misurain campo. Glistrumenti e le modalitàdi impiego. ESERCITAZIONI
Studio di alcune applicazioni rilevanti:la produzione di energia elettrica; la pianifica-zione energeticadisistemi territoriali su baseregionale;ilriscaldamentourbano centra -lizzato;iltrattamentodei rifiutisolidi urbani;la climatizzazione ambientale negli edifici industriali,del terziario e per civile abitazione.
LABORATORIO
Rilievo energeticodi unsistema reale.
Torino,1994/95
P 2080 Fluidodinamica
Meccanica 63
Anno:periodo 4:2 Impegno (ore):lezioni70esercitazioni20 (settimanali8~)
Prof. DanielaTordella(Ing.aeronauticae spaziale)
Questo insegnamento intende presentareunasintesi, rigorosa dal punto di vista fisico, ma concettu almente semplice, di un'ampia parte della moderna dinamica dei fluidi. In particolare verra nnoapprofonditi alcuni argomenti chiave quali:le equazionidel moto, la dinamica della vorticità, l'instabilitàe la transizione alla turbolenza, la turbolenza pienamente sviluppata.
PROGRAMMA
1. Considerazi oni prelim inari sulle proprietà fondamentali dei fluidi. Descrizione fenom enologicadei flussisecondari, del carattere laminare o turbolento del moto.
Generalitàdella trasmissione termica in presenzadel moto di un fluido: conven-zione natur alee cellediBénard. Correlazione dei risultati sperimentali ed introdu-zione empiricadei numeri caratteristici.
2. Equazioni fondamentali del moto (estensione delle forme presentate nel corso di Meccani ca deifluidi). Tensori della vorticità e della velocità di deformazione.
Funzione di dissipazione.equazioni costitutive, fluidi newtoniani enonnewtoniani.
Equazioni diStokes-Navìer. Normalizzazionedelle equazioni fondamentali: defi-nizione deinumericaratteristicie loro significato fisico. Modelli matematicisem- -plificati. Separ azione ed accoppiamento tra il moto del fluido e la diffusione del calore o della massadiuna particolarespecie. .
3. Evoluzione dinamica della vorticità . Moti rotazionali (equazione della vorticità, vortexstretchingy ed irrotazionali. Flussi con potenziali. equazione di Bernoulli, paradossod'Alamb ert . Strato limite viscoso e termico, metodiintegrali per il cal-colodello strato limite, separazione dello strato limite ,resistenza di attrito e di form a, corpiaerodi namici e corpi tozzi. Scie e getti:bilanci di quantità di moto, di massa edi energia;trascinamentodaparte dei getti.effetto Coanda.
4. Instabilità. Tran sizione allaturbolenza. Cenni alla descriz ione della turbolenza in term ini statistici; caduta irreversibiledell'energ iameccanica verso la dissipazione.
introduzione di coefficienti turbolentidi trasporto ,e loro conseguenze pratiche sulla trasmissione del calore,della quantità di motodellamassadi una speciechimica.
Oltre aquesti argo menti dibase, verr anno illustrat iin modo monografico alcuni tra i seguentiargo menti. la cuisceltasaràguidata dall'interessedeglistudenti:
i) Concett i elemen tari dimeccani ca statistica: definizione di stato accessibile ,postulati fondament ali, condizio ne di equilibrio,definizione e significatodi temperatura ed entropia. Distribuzionecanonica,teorem adi equiripartizione, funzione di distribu-zione diMaxwell,cammino liberomedioneigas. Passaggiodalle molecole al -con-tinu um,il problema delle quantit àmedie ,calcolodei coefficienti di trasporto nei gas.
ii) Flussi termici ; equazioni di convezione (mode llo Boussine sq), classificazione di moti convettiv i,convezione forzata,conve zione libera e spiegazione teorica delle celledi Bénard.
iii)Fenomeni di propagazione, onde di compressione o rarefazione, invarianti di Riemanne caratteristiche, onde d'urto. Onde di gravità.relazione di dispersione, velocità di fase e veloci tà di gruppo, propagazione dell'energia, onde incondotti elastici.
iv)Cenni ai flussi incondotti collassabili.
v) Tecnic he sperime ntali per lamisuradellegrandezzeche caratterizzano il flusso, e per la visualizzaz ione dello stesso.
64 Meccanica Ingegneria
BIBLIOGRAFIA
DJ. Tritton,Physicalfluid-dynamics,Oxford UnivoPress,
1988.-G.K.Batchelor,An introductionto fluiddynamics , CambridgeUnivoPress, 1967.
P 2560 Illuminotecnica
Anno:periodo 4:2 Impegno (ore):lezioni70esercitazioni20laboratoriIO (scuimanali6/2)
Prof.AugustoMazza (Energeti ca)
Ilcorso inte nde fornire le conosce nze neces sariealla valutazionedell'iIIuminamento naturale edartific iale perinterniedesterni ed allaelaborazionediprogetti di impiantidi illuminazione, ampli ando e completando le nozion i di illuminotecnica acquisiste dall'insegnamento diFisica tecnica,che costituisce un prerequisitoessenziale.
PROGRAMMA
Nella primapartedel corso vengo no illustrate le caratteri stichedella radiazioneed i
processidiscambioradiat ivo. .
Vengo no quindi introdotte le grandezze fotometric he.ed analizzatoil processodella visione in tuttii suoi aspe tti; particol areattenzione viene postanella colorimetria ed in .una approfonditaanalisi dei sistemicolorimetrici .
Vengonoquindiprese inesame le sorgenti luminosead incandescenza,luminescenzae fluorescenzaed i varitipidi apparecc hi illuminanti.
Si passaquindi adi metodi dicalcolo dell'illuminamentodiretto (per aree all'aperto, campi sport ivi, monumenti , ambienti di grandi dimensioni ), seguiti da quelli per ambie ntichiusiinpresen za disuperficiriflettenti.
Ven gon o approf ond ite le applicazio ni a settori specifici :iIIuminazione stra dale e di gallerie, illum inazion e di impia nti spor tivi, di capannoni industriali, di uffici ed ambie nti dilavoro con parti colare attenzioneai problemidiconforto visivo ed alle considera zionieconomico-e nergetiche.
Vengono infi ne tratt at i i principali aspett i dell'iIIuminazione naturale con i relativi metodi di calcolo.
ESERCITAZIONI. Calcoloeil progettodi diversitipidiimpiantidi illuminazione e misure fotometric he in laboratorio.
BIBLIOGRAFIA
G. Forcoli ni,Illuminazione di interni, Hoepli,Milano , 1988.
G. Parolini , M. Pari beni,Tecnicadell'illumina zione, UTET , 1977.
Torino.19941'95
P 3112 Macchine 2
Meccanica 65
Anno:periodo 4:2 Impegno (ore):lezioni72esercitazioni44laboratori4 (settimanali6/4)
Prof,Enrico Antonell i (Energetica)
Scopo del corso èquellodi fornirelenozioni fondamentali sui motori a combustione interna volumetrici (alternativie rotati vi)e aflusso continuo(turbine a gas):il corso comprende, sia unapartepiù propri amente descritti va,avente lo scopo di fornire una conoscenza generale dell a costituzionedi detti motori, sia una parte a carattere forma-tivo,necessariaperperm ett erela sce ltain relazione all'impieg o e per costituirela base dellaloroprogettazioneterm icae fluidodinamica.
REQUISITI
Sonopropedeuti cheTecnologiadeimateriali e chimica applicataeMacchine l.
PROGRAMMA
Richiami di termodinamica ,fluidod inamic ae termoch imica applicata ai motori a com-bustion einterna.
Motori vol ume trici:classi ficazio ne, cicliideali,criteriper l'impo stazionedel progetto di massima.
Motori alterna tivi ad accensione comandata, a 4 e a 2 tempi: costituzione,particolarità, funzionamento reale. Studi oparticolar egg iatodel funzionamento: riempimento, com-bus tione normale e anom ala, cara tteris tica meccanica e di regolazione; sistemi di alimentazione concarburatoreead iniezione;apparatidiaccensione; emissioni.
Motori alterna tiviadaccensione per compressio ne, a 4 e a2tempi: costituzione, parti-colarità, funzioname nto reale. Studio particolareggi ato del funzionamento: combu-stionenormale e anoma la,caratteris tica meccanicae di regolazione; apparati di inie-zione; emissioni.
La sovralimentazio ne deimotoria 4e a2 tempi:modalità e relative prestazioni.
Notizie complementarisui motori alternativi:equilibramento;refrigerazione.
Turbine a gas:classific azione,cicli ideali e reali, semplici e complessi (imer-refrigera-zione, ricom bustione,rigenerazione);caratteristica meccanicae di regolazione; com-bustori e-problemi dicombu stione ;palettaturee loro refrigerazione.
Reattori(turbo-,auto-, pulso-, endo-rea ttori):generalità, principi di funzionamento.
ESERCITAZ IO TI
Oltre adeserciz i numericisu argomentitrattati a lezione vengono svolte due esercita-zioni numerico-graficheconsistenti nel calcolo delle prestazioni e nel dimensionamento dimassimadiunmotorealternativoe di un impiantodi turbina a gas.
LABORATORI .
Smontaggio e rimont aggiodi un motore automobilistico; rilev amentoal banco-prova della caratteris tica meccanicae di quelladi regolazionedi un motore alternativo.
BIBLIOGRAFIA
A.Capetti ,Motori te/m iei,UTET,Torino, 1967.
A.Capetti ,Esercizi sulle macchinetermiche,Giorgio,Torino,1965.
66 Meccanica