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FACOLTÀ: INGEGNERIA
CORSO DI LAUREA: INGEGNERIA INDUSTRIALE INSEGNAMENTO: TURBOMACCHINE
CFU: 6
ANNO DI CORSO: a scelta
NOME DOCENTE: ALFONSO CALABRIA
Indirizzo e-mail: [email protected]
I docenti possono essere contattati attraverso la sezione Ricevimento docenti, presente nell’area riservata del sito di Ateneo, che comprende Ufficio virtuale, Sistema di messaggistica e Ricevimento Telefonico.
Per le comunicazioni scritte bisogna utilizzare il Sistema di Messaggistica.
Orario ricevimento on line: mercoledì dalle ore 10:30 alle 11:30
RISULTATI DI APPRENDIMENTO DELL’INSEGNAMENTO
L’insegnamento ha l’obiettivo di far conseguire allo studente i seguenti risultati di apprendimento
L’insegnamento ha l’obiettivo di far conseguire allo studente i seguenti risultati di apprendimento
1. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione a. Conoscere le diverse tipologie di Turbomacchine;
b. Conoscere i campi di applicazione delle diverse tipologie di turbomacchine;
c. Conoscere le principali componenti funzionali delle diverse tipologie di turbomacchine.
2. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate
a. Comprendere i principi di funzionamento e le metodologie di analisi delle turbomacchine;
b. saper fornire una rappresentazione schematica delle turbomacchine e dei loro componenti, in particolare la conformazione delle palettature e dei triangoli delle velocità;
c. Essere in grado di realizzare, il dimensionamento di una Turbomacchina nel suo complesso attraverso la determinazione della forma e delle dimensione delle principali componenti funzionali.
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3. Con riferimento all’autonomia di giudizio
a. Saper scegliere la turbomacchina più adatta ad un determinato utilizzo sulla base dei parametri funzionali e prestazionali.
4. Con riferimento alle abilità comunicativa
a. Utilizzare una appropriata terminologia tecnica per esporre, in forma scritta o orale, i risultati del proprio studio
5. Con riferimento all’abilità ad apprendere
a. Capacità di utilizzare gli strumenti didattici e il materiale presente in piattaforma.
PROGRAMMA DETTAGLIATO
Introduzione: Presentazione del corso, definizione e classificazione delle macchine a fluido, schema funzionale, classificazione e parametri operativi delle turbomacchine, analisi black- box TM motrici.
Richiami di Termodinamica: Equazioni generali di bilancio (equazione di continuità, primo principio della termodinamica applicato alle TM, secondo principio della termodinamica applicato alle TM), trasformazioni elementari (espansione in turbina, compressione di aeriformi e liquidi, rendimento politropico e rendimento adiabatico di stadio).
Analisi dimensionale e similitudine: teorema di Buckingham, applicazioni del concetto di similitudine, diagrammi ns/ds, condizioni di riferimento e parametri di forma.
Meccanismi fisici dello scambio energetico: equazione di Eulero, relazioni di Hugoniot, velocità di efflusso in un condotto, ugelli, triangoli di velocità, coefficienti palari e grado di reazione.
Turbine idrauliche: Classificazione e parametri caratteristici, parametri caratteristici, cavitazione, NPSH, numero specifico all’aspirazione, turbine Pelton (Dimensionamento;
impostazione del problema, risoluzione del problema, spina Doble e tegolo deviatore), Turbine Francis (Dimensionamento; impostazione del problema, risoluzione del problema), turbine Kaplan (Dimensionamento; impostazione del problema, risoluzione del problema) Turbocompressori: classificazione, perdite, rendimenti e potenza complessiva e parametri di similitudine, limiti imposti da fenomeni sonici all’aspirazione e all’imbocco del diffusore, turbocompressori radiali (forma del canale rotorico e grado di reazione, condotti fissi), turbocompressori assiali (canale rotorico, grado di reazione), Stallo e Choking.
Turbine a fluido compressibile: turbine a Vapore e a Gas (TVG) (classificazione, perdite, rendimenti e potenza complessiva), parametri di similitudine e numero di stadi delle TVG, turbine assiali (grado di reazione ideale, grado di reazione reale, canale rotorico, turbine assiali ad azione (turbina De Laval), turbine assiali ad azione multistadio (turbina Curtis), turbine assiali ad azione multistadio (turbina Reteau), turbine assiali a reazione (turbina Parsons).
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EVENTUALI PROPEDEUTICITÀ CONSIGLIATE - Nozioni di base di Matematica;
- Nozioni di Fisica Tecnica;
- Nozioni di Macchine a Fluido.
MODALITÀ DI SVOLGIMENTO ESAME
L’esame si svolge a scelta dello studente in modalità scritta, attraverso una prova costituita da domande a risposta chiusa e aperta con eventuale orale integrativo, o in modalità orale, in base a quanto previsto dal Regolamento per lo svolgimento degli esami di profitto consultabile sul sito dell’Ateneo, al seguente link.
Regolamento per lo svolgimento degli esami di profitto
CRITERI DI VALUTAZIONE DELL’APPRENDIMENTO
1. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione:
- Lo studente dovrà aver padronanza dei contenuti teorici del corso. La valutazione avverrà sulla base delle risposte fornite dallo studente sia alle domande a risposta chiusa sia a quelle a risposta aperta, e attraverso l’eventuale prova orale.
2. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate:
- Lo studente dovrà acquisire l’abilità nella rappresentazione schematica delle turbomacchine e dei loro componenti (palettature e dei triangoli delle velocità);
3. Con riferimento all’autonomia di giudizio:
- Lo studente dovrà essere in grado di impostare in maniera ottimale il dimensionamento di una turbomacchina. Ciò è valutato sulla base delle argomentazioni esposte dallo studente in riferimento alle domande a risposta aperta, in special modo di tipo grafico, e attraverso l’eventuale prova orale.
4. Con riferimento all’abilità comunicativa:
- Fa riferimento alla capacità di utilizzare un adeguato linguaggio tecnico. L’abilità viene valutata sulla base della proprietà di linguaggio utilizzato nelle risposte alle domande a risposta aperta e durante l’eventuale prova orale.
5. Con riferimento all’abilità ad apprendere:
- Fa riferimento alla capacità dello studente di sfruttare attivamente gli strumenti offerti in piattaforma.
CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Sulla base dei criteri di valutazione sopra indicati, l’attribuzione del voto finale avviene attraverso i seguenti criteri:
1) Criteri di attribuzione del voto alla prova scritta:
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a) le risposte alle domande aperte sono valutate su scala 0-3 punti, secondo i seguenti criteri:
• 0 = risposta mancante, errata o priva di elaborazione personale;
• 1 = prevalere complessivo di elementi non corretti con isolati spunti corretti;
• 2 = contestualizzazione della risposta corretta, ma con presenza di elementi non corretti o esposta in modo non efficace o incompleto;
• 3 = risposta corretta, ben esposta;
b) le risposte alle domande chiuse sono valutate su una scala 0/1.
2) Criteri di attribuzione del voto alla prova orale:
a) 0/30 – 17/30: prevalenza di argomentazioni non corrette e/o incomplete e scarsa capacità espositiva;
b) 18/30 – 21/30: prevalenza di argomentazioni corrette adeguatamente esposte;
c) 22/30 – 26/30: argomentazioni corrette e ben esposte;
d) 27/30 – 30/30 e lode: conoscenza approfondita della materia ed elevata capacità espositiva, di approfondimento e di rielaborazione.
MATERIALE DIDATTICO
Gli studenti sono tenuti a completare la preparazione per l’esame utilizzando i materiali didattici disponibili sulla piattaforma (slide, audiolezioni, ecc.)
Gli studenti possono inoltre integrare i materiali disponibili sulla piattaforma consultando i seguenti volumi di approfondimento:
- E. Sciubba, Lezioni di Turbomacchine, EUROMA – Editrice Universitaria di Roma – La Goliardica, 2001;
- R. Capata, Complementi di Macchine a Fluido, Edizioni CompoMat, 2017;
- A. Calabria, R. Capata, M. Di Veroli, Complementi di macchine esercizi di macchine a fluido, Edizioni CompoMat, 2014.
ATTIVITÀ DIDATTICHE
Attività di Didattica Erogativa (ore di impegno stimato per lo studente):
- 7 ore di Audiolezioni;
Attività di Didattica Interattiva (ore di impegno stimato per lo studente):
- 30 ore di esercitazioni;
Attività di autoapprendimento (ore di impegno stimato per lo studente):
- 113 ore (slide del corso, dispense, libri, articoli, sitografia, testi d’esame).
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CONSIGLI DEL DOCENTE
Il corretto apprendimento delle tematiche trattate nel corso non può prescindere dalla conoscenza delle unità di misura delle grandezze fisiche e dall’analisi dimensionale.
Nella fase di studio del materiale didattico fornito è importante dare priorità alla comprensione dei principi di funzionamento e alle metodologie di analisi delle turbomacchine e solo successivamente memorizzazione le relative trattazioni analitiche, ciò per facilitare il processo di apprendimento. Resta inteso che comunque costituiscono oggetto di valutazione. È inoltre necessario saper fornire una rappresentazione schematica delle turbomacchine e dei loro componenti, in particolare la conformazione delle palettature e dei triangoli delle velocità.
