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| Corso | Ingegneria Industriale |
| Curriculum | Curriculum unico |
| Orientamento | Orientamento unico |
| Anno Accademico | 2018/2019 |
| Corso | Ingegneria Industriale |
| Curriculum | Curriculum unico |
| Orientamento | Orientamento unico |
| Anno Accademico | 2018/2019 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ICAR/01 |
| Anno | Terzo anno |
| Unità temporale | Primo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative affini ed integrative |
| Docente | PASQUALE GIUSEPPE FILIANOTI |
| Obiettivi | Fornire gli elementi di base della meccanica dei fluidi comprimibili e incomprimibili per consentire le analisi dei problemi propri degli impianti e delle macchine a fluido: elementi generali, statica e cinematica dei fluidi, dinamica e resistenza al moto, circuiti a fluido in moto permanente. |
| Programma | La descrizione continua della materia Introduzione al continuo fluido. Dimensioni ed unita di misura. La densita e il peso specifico. La temperature assoluta. La pressione e l'equazione di stato. La comprimibilita nei fluidi. Viscosita. Fluidi newtoniani e non newtoniani. Il fluido ideale. Tensione superficiale e capillarita. Sforzi in un fluido Il sistema fluido. Sforzi normali e di taglio. Relazione tra le componenti di taglio. Il tetraedro elementare. Sforzi in fluidi a riposo ed in movimento. Direzioni e tensioni principali. Statica dei fluidi Equazione dell'idrostatica. Fluidi comprimibili (trasformazioni politropiche) ed incomprimibili. Il carico piezometrico. Manometri. Spinta idrostatica su superfici immerse: superfici piane, superfici gobbe aperte e chiuse, corpi galleggianti. Analisi dimensionale e similitudine Grandezze fondamentali e derivate. Il teorema pi-greco. Principali numeri adimensionali. Similitudine meccanica completa e parziale. Cinematica dei fluidi e analisi della deformazione Caratteri del moto. La velocita, le linee di corrente, le traiettorie e le linee di fumo. La rappresentazione del moto: visione euleriana e lagrangiana. La derivata sostanziale. L'accelerazione. La cinematica del moto di un fluido e le velocita di deformazione. Equazioni di bilancio su di un volume finito Sistema fluido e volume di controllo. Il teorema di Reynolds del trasporto. Conservazione della massa, della quantità di moto e del momento angolare. Spinta su di un condotto a sezione variabile e su di una curva. Spinta di un getto. Moto dei fluidi Ideali Pressione statica, dinamica e totale. Perdita di carico e prevalenza. Tubo di Venturi come misuratore e come aspiratore. Moto dei fluidi reali Caduta di pressione in moto permanente e uniforme di un fluido viscoso. Dissipazione di energia dovute alla viscosità. Numero di Reynolds, instabilità del moto laminare, caratteristiche qualitative della turbolenza. Brusco allargamento, perdite di carico concentrate. Resistenza al moto di tubi lisci, artificialmente scabri ed a scabrezza naturale. GENERALITÀ - DEFINIZIONI - CLASSIFICAZIONI. Definizioni riguardanti: macchine motrici ed operatrici e loro classificazione. Fonti di energia primaria (esauribili e rinnovabili). Potenze installate per impianti termoelettrici e idroelettrici. La trasformazione dell'energia primaria negli impianti motori termici (IMT): definizione di consumo specifico di calore e di combustibile, costo unitario dell’energia. LO SCAMBIO DI LAVORO NELLE MACCHINE Scambio di lavoro nelle macchine dinamiche: equazione di bilancio della quantità di moto e del momento della quantità di moto. Equazione di Eulero per le turbomacchine. Definizione di grado di reazione. Triangoli di velocità. TURBINE IDRAULICHE Caratteristiche generali delle turbine idrauliche e schemi di impianto. Espressioni della potenza di una T.I. e definizioni di rendimento globale, rendimento di turbina, rendimento di condotta. Cenni sulla teoria della similitudine e numero di giri specifico. Tipi di T.I. e loro differenziazione in funzione del salto H e della portata Q. Turbine Pelton: proporzionamento, triangoli di velocità, regolazione, velocità di fuga. Turbine Francis: triangoli di velocità, regolazione, tubo diffusore e problemi di cavitazione. Turbine Kaplan: triangoli di velocità, regolazione con variazione dell'assetto delle pale statoriche e rotoriche. Impianti di accumulazione e pompaggio. Scelta delle macchine idrauliche. Macchine idrauliche reversibili. MACCHINE OPERATRICI Classificazione: pompe, compressori, macchine operatrici dinamiche e volumetriche. Macchine operatrici a fluido incomprimibile (pompe): definizioni fondamentali di prevalenza totale, manometrica e utile. Pompe volumetriche alternative e rotative. Pompe dinamiche: equazione dello scambio di lavoro tra macchina e fluido, grado di reazione, rendimento interno, potenza assorbita. Curve caratteristiche delle pompe centrifughe: caratteristica teorica calcolata a infinite pale e a z pale, perdite interne e caratteristica reale. Accoppiamento della pompa con il circuito utilizzatore, punto di funzionamento e regolazione delle pompe. Cenni alle pompe assiali, criteri di regolazione. Stabilità di funzionamento: il fenomeno del pompaggio. Il problema della cavitazione nelle pompe: NPSH richiesto e disponibile. Pompe in serie ed in parallelo. Avviamento e scelta di una pompa. |
| Testi docente | 1. Fluid Mechanics. Streeter, V. L., E. B. Wylie, and K. W. Bedford, , 9th ed., McGraw-Hill, New York (1998). 2. Introduction to Fluid Mechanics. R. W. Fox and A. T. and Mac Donalds, John Wiley & Sons Inc. 3. Idraulica. D. Citrini, G. Noseda. Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1987. 4. Problemi di Idraulica e Maccanica dei Fluidi. A. Orsi. Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1984 5. Maccanica dei fluidi. Bruce R. Munson, Teodore H. Okiishi, Wade W. Huebsch, Alric P. Rothmayer, edizioni cittàstudi, Novara 2016 6. Macchine idrauliche. Cornetti G., Il Capitello, TO, 1989, 2a ed. 1991, rist. 1994. 7. Macchine idrauliche” A. Dadone , CLUT, 1987. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | Sì |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Descrizione | Avviso | |
|---|---|---|
| Ricevimenti di: Pasquale Giuseppe Filianoti | ||
| mercoledi' 09:00-11:00 - Lotto D cittadella universitaria |
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| Corso | Ingegneria Industriale |
| Curriculum | Curriculum unico |
| Orientamento | Orientamento unico |
| Anno Accademico | 2018/2019 |
| Crediti | 6 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-IND/08 |
| Anno | Terzo anno |
| Unità temporale | Primo semestre |
| Ore aula | 48 |
| Attività formativa | Attività formative caratterizzanti |
| Docente | PASQUALE GIUSEPPE FILIANOTI |
| Obiettivi | Fornire gli elementi di base della meccanica dei fluidi comprimibili e incomprimibili per consentire le analisi dei problemi propri degli impianti e delle macchine a fluido: elementi generali, statica e cinematica dei fluidi, dinamica e resistenza al moto, circuiti a fluido in moto permanente. |
| Programma | La descrizione continua della materia Introduzione al continuo fluido. Dimensioni ed unita di misura. La densita e il peso specifico. La temperature assoluta. La pressione e l'equazione di stato. La comprimibilita nei fluidi. Viscosita. Fluidi newtoniani e non newtoniani. Il fluido ideale. Tensione superficiale e capillarita. Sforzi in un fluido Il sistema fluido. Sforzi normali e di taglio. Relazione tra le componenti di taglio. Il tetraedro elementare. Sforzi in fluidi a riposo ed in movimento. Direzioni e tensioni principali. Statica dei fluidi Equazione dell'idrostatica. Fluidi comprimibili (trasformazioni politropiche) ed incomprimibili. Il carico piezometrico. Manometri. Spinta idrostatica su superfici immerse: superfici piane, superfici gobbe aperte e chiuse, corpi galleggianti. Analisi dimensionale e similitudine Grandezze fondamentali e derivate. Il teorema pi-greco. Principali numeri adimensionali. Similitudine meccanica completa e parziale. Cinematica dei fluidi e analisi della deformazione Caratteri del moto. La velocita, le linee di corrente, le traiettorie e le linee di fumo. La rappresentazione del moto: visione euleriana e lagrangiana. La derivata sostanziale. L'accelerazione. La cinematica del moto di un fluido e le velocita di deformazione. Equazioni di bilancio su di un volume finito Sistema fluido e volume di controllo. Il teorema di Reynolds del trasporto. Conservazione della massa, della quantità di moto e del momento angolare. Spinta su di un condotto a sezione variabile e su di una curva. Spinta di un getto. Moto dei fluidi Ideali Pressione statica, dinamica e totale. Perdita di carico e prevalenza. Tubo di Venturi come misuratore e come aspiratore. Moto dei fluidi reali Caduta di pressione in moto permanente e uniforme di un fluido viscoso. Dissipazione di energia dovute alla viscosità. Numero di Reynolds, instabilità del moto laminare, caratteristiche qualitative della turbolenza. Brusco allargamento, perdite di carico concentrate. Resistenza al moto di tubi lisci, artificialmente scabri ed a scabrezza naturale. GENERALITÀ - DEFINIZIONI - CLASSIFICAZIONI. Definizioni riguardanti: macchine motrici ed operatrici e loro classificazione. Fonti di energia primaria (esauribili e rinnovabili). Potenze installate per impianti termoelettrici e idroelettrici. La trasformazione dell'energia primaria negli impianti motori termici (IMT): definizione di consumo specifico di calore e di combustibile, costo unitario dell’energia. LO SCAMBIO DI LAVORO NELLE MACCHINE Scambio di lavoro nelle macchine dinamiche: equazione di bilancio della quantità di moto e del momento della quantità di moto. Equazione di Eulero per le turbomacchine. Definizione di grado di reazione. Triangoli di velocità. TURBINE IDRAULICHE Caratteristiche generali delle turbine idrauliche e schemi di impianto. Espressioni della potenza di una T.I. e definizioni di rendimento globale, rendimento di turbina, rendimento di condotta. Cenni sulla teoria della similitudine e numero di giri specifico. Tipi di T.I. e loro differenziazione in funzione del salto H e della portata Q. Turbine Pelton: proporzionamento, triangoli di velocità, regolazione, velocità di fuga. Turbine Francis: triangoli di velocità, regolazione, tubo diffusore e problemi di cavitazione. Turbine Kaplan: triangoli di velocità, regolazione con variazione dell'assetto delle pale statoriche e rotoriche. Impianti di accumulazione e pompaggio. Scelta delle macchine idrauliche. Macchine idrauliche reversibili. MACCHINE OPERATRICI Classificazione: pompe, compressori, macchine operatrici dinamiche e volumetriche. Macchine operatrici a fluido incomprimibile (pompe): definizioni fondamentali di prevalenza totale, manometrica e utile. Pompe volumetriche alternative e rotative. Pompe dinamiche: equazione dello scambio di lavoro tra macchina e fluido, grado di reazione, rendimento interno, potenza assorbita. Curve caratteristiche delle pompe centrifughe: caratteristica teorica calcolata a infinite pale e a z pale, perdite interne e caratteristica reale. Accoppiamento della pompa con il circuito utilizzatore, punto di funzionamento e regolazione delle pompe. Cenni alle pompe assiali, criteri di regolazione. Stabilità di funzionamento: il fenomeno del pompaggio. Il problema della cavitazione nelle pompe: NPSH richiesto e disponibile. Pompe in serie ed in parallelo. Avviamento e scelta di una pompa. |
| Testi docente | 1. Fluid Mechanics. Streeter, V. L., E. B. Wylie, and K. W. Bedford, , 9th ed., McGraw-Hill, New York (1998). 2. Introduction to Fluid Mechanics. R. W. Fox and A. T. and Mac Donalds, John Wiley & Sons Inc. 3. Idraulica. D. Citrini, G. Noseda. Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1987. 4. Problemi di Idraulica e Maccanica dei Fluidi. A. Orsi. Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 1984 5. Maccanica dei fluidi. Bruce R. Munson, Teodore H. Okiishi, Wade W. Huebsch, Alric P. Rothmayer, edizioni cittàstudi, Novara 2016 6. Macchine idrauliche. Cornetti G., Il Capitello, TO, 1989, 2a ed. 1991, rist. 1994. 7. Macchine idrauliche” A. Dadone , CLUT, 1987. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | Sì |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Descrizione | Avviso | |
|---|---|---|
| Ricevimenti di: Pasquale Giuseppe Filianoti | ||
| mercoledi' 09:00-11:00 - Lotto D cittadella universitaria |
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