Ministero Pubblica Istruzione
Istituto Professionale di Stato per l’Industria e l’Artigianato
”L.B.Alberti”
PROGRAMMA SVOLTO DI MECCANICA, MACCHINE E IMPIANTI TERMOTECNICI
CLASSE: 5°G Indirizzo: Tecnico dei Sistemi Energetici
Corso Serale Anno Scolastico: 2009/10
OBBIETTIVI:
L’obbiettivo formativo del corso è di fornire agli studenti le conoscenze necessarie al dimensionamento di componenti meccanici, alla progettazione di impianti termotecnici e alla valutazione teorica e pratica delle soluzione ai problemi più comuni nella progettazione meccanica e termotecnica.
Inoltre verranno fornite conoscenze approfondite sui motori a combustione interna e sui sistemi energetici per la produzione e la conversione dell’energia.
CONTENUTI:
Blocco Tematico: S.I. unità di misura
• Sistema Internazionale delle unità di misura.
• Concetto di Temperatura, Forza, Lavoro, Potenza, Pressione.
• Richiamo dei concetti di spostamento, velocità, accelerazione.
• Calcolo del Lavoro, della Potenza e della Forza in applicazioni semplici.
Blocco Tematico: STATICA
• Equazioni fondamentali della statica, definizione dei vincoli (carrello, cerniera e incastro).
• Definizione di forza e di momento.
• Calcolo delle reazioni vincolari di sistemi isostatici semplici e composti.
• Valutazione delle condizioni di equilibrio.
Blocco Tematico: LE SOLLECITAZIONI SEMPLICI
• Flessione. Equazione di stabilità. Comportamento a flessione di materiali con carichi di rottura diversi;
• Torsione. Equazione di stabilità. Travi a sezione rettangolare e cilindrica;
• Sforzo Normale. Equazione di stabilità;
• Taglio. Teoria elementare. Il taglio nella sezione circolare e rettangolare;
• Tensioni e deformazioni indotte nel materiale a causa delle sollecitazioni.
• Calcolo di verifica e di progetto di travature reticolari e di semplici componenti meccanici.
Blocco Tematico: SOLLECITAZIONI COMPOSTE
• Condizioni di resistenza nel caso di sollecitazioni composte.
• I diagrammi delle sollecitazioni delle travi inflesse.
• Trave a mensola, trave appoggiata ,trave con sbalzo.
Blocco Tematico: MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA
• Architettura generale di un motore alternativo e richiami ai cicli Otto e Diesel.
• Grandezze termodinamiche in un motore a combustione interna, sue prestazioni in termini di coppia, potenza e consumo specifico.
• Le curve caratteristiche: confronto tra i motori ad accensione comandata e per compressione.
• L'introduzione della benzina nei motori ad accensione comandata: cenni sul carburatore.
• Motori ad accensione per compressione: evoluzione dei sistemi di iniezione per motori ad accensione per compressione (pompa d'iniezione singola, pompa singola con distributore, unità iniettore e sistemi common rail).
• Il controllo delle emissioni nei motori ad accensione per compressione e cenni sulla marmitta catalitica.
• I motori a due tempi e sovralimentazione volumetrica e dinamica.
Blocco Tematico: SISTEMI ENERGETICI
• Ciclo secondo Brayton, schema dell'impianto semplice e rappresentazione sui diagrammi.
• Analisi termodinamica del turbogas semplice.
• Valutazione del rendimento. Condizione di massimo lavoro utile e massimo rendimento.
• Ciclo secondo Rankine: schema dell’impianto semplice e rappresentazione sui diagrammi.
• Analisi termodinamica del ciclo a vapore e analisi dei vari componenti caratteristi.
• Valutazione del rendimento. Condizione di massimo lavoro utile e massimo rendimento.
Blocco Tematico: CICLI FRIGORIFERI
• Definizione di COP ed EER.
• Schemi di impianto e diagrammi termodinamici per i cicli a uno e due livelli di pressione.
• Caratteristiche dei fluidi per impianti frigoriferi e loro classificazione.
Blocco Tematico: IMPIANTI TERMOTECNICI
• Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento, trasmissione di calore tra due fluidi separati da una parete.
• Dispersioni termiche: calcolo delle dispersioni termiche (pavimenti, soffitti, pareti e serramenti) di un edificio e calcolo delle dispersioni termiche per ventilazione.
• Impianti di climatizzazione invernale: tipologie di impianti esistenti e loro dimensionamento di massima, scelta delle tubazioni in funzione della velocità massima.
• Componenti principali di una caldaia per riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria:
schema e componenti fondamentali per il funzionamento e per la sicurezza.
• Perdite di carico: perdite di carico continue e concentrate, formule per la valutazione delle perdite di carico, numero di Reynolds, moto laminare e turbolento.
• Elettropompe centrifughe: curva caratteristica dell’elettropompa, elettropompe in serie e in parallelo, rendimento, potenza, punto di funzionamento.
• Caratteristiche dell’acqua: sostanze sospese e disciolte nell’acqua, apparecchi per il trattamento dell’acqua (dosatori di sali, addolcitori, filtri, dosatori di polifosfati, lampade a raggi ultravioletti), schema dell’impianto per il trattamento dell’acqua sanitaria.
• Impianti per la produzione di acqua calda sanitaria: impianto per la produzione di acqua calda sanitaria tramite bollitore e valvola miscelatrice, impianto per la produzione di acqua calda sanitaria tramite scambiatore a piastre, impianto misto per la produzione di acqua calda sanitaria.
• Valvole: valvola a due vie ad otturazione, valvola miscelatrice in deviazione, valvola miscelatrice in miscelazione.
• Scambiatori in controcorrente e in equicorrente e formule di dimensionamento.
• Benessere termoigrometrico e qualità dell’aria ambiente.
• Reti aerauliche, diffusione dell’aria negli ambienti, condotte per la distribuzione dell’aria.
• Il diagramma psicrometrico e le sue applicazioni (riscaldamento, riscaldamento + umidificazione, raffreddamento, raffreddamento e deumidificazione).
Il docente
Prof. Matteo Intermite
