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PROGETTO DI MACCHINE
(C.d.L. Ing. Meccanica)

 

Motori alternativi a combustione interna

Sviluppo normale della combustione e fattori che influenzano. Detonazione. Altre combustioni anormali. Scelta dell'anticipo all'accensione. Influenza della geometria della camera di combustione.

Combustione nei motori Diesel. Influenza del ritardo all'accensione e della distribuzione del combustibile. Camere di combustione aperte e precamere. Limiti alla velocità di rotazione e al rapporto aria combustibile.

Proprietà dei combustibili per motori ad accensione comandata e Diesel. Numeri di ottano e di cetano e metodi per la loro determinazione.

Prestazioni del motore e fattori che le influenzano.

Teoria della similitudine applicata ai motori a combustione interna. Parametri caratteristici: pressione media, velocità media di stantuffo, carico termomeccanico, gulp factor. Effetto sul rapporto peso potenza. Criteri di scelta dei parametri principali di progetto. Curve caratteristiche del motore. Grado di riempimento, con particolare riguardo alla sovralimentazione. Numero e disposizione dei cilindri.

Motori a due e quattro tempi per diverse applicazioni e campi di cilindrate unitarie.

Effetti delle dimensioni e del numero delle valvole, del diagramma di distribuzione sul coefficiente di riempi mento.

Sistemi di raffreddamento. Raffreddamento a liquido e ad aria, effetto sull'architettura del motore.

Cenno al motore come sistema a due gradi di libertà. Principi di controllo del motore. Piano quotato dei consumi specifici.

Introduzione del combustibile. Carburazione ed iniezione diretta nei motori ad accensione comandata. I dispositivi di iniezione nei motori Diesel. Regolazione della potenza.

Sovralimentazione. Cenni storici sullo sviluppo delle diverse tecniche. Impiego di compressori volumetrici e di turbosovralimentatori. Lo sfruttamento dell'entalpia dei gas di scarico. Dispositivi per modificare l'andamento della caratteristica meccanica del motore.

Macchine operatrici

Generalità sulle macchine operatrici: lavoro di compressione e prevalenza. Aspetti termodinamici della compressione degli aeriformi. Rendimenti.

Curve caratteristiche interna ed esterna. Curve caratteristiche meccaniche per il motore e l'utilizzatore. Determinazione della condizione di funzionamento stazionaria. Criteri di stabilità. Cenno al funzionamento transitorio.

Compressori alternativi. Funzionamento. Rapporto di compressione limite. Suddivisione in stadi. Criteri di dimensionamento.

Compressori volumetrici rotativi. Trasferitori e macchine con compressione interna.

Compressori centrifughi. Triangoli di velocità, curve caratteristiche. Criteri di dimensionamento, rendimenti.

Compressori assiali. Grado di reazione. Triangoli di velocità. Cenno alla teoria bidimensionale. Curve caratteristiche.

Impiego dei parametri pseudo-adimensionali.

Stallo, pompaggio ed altre condizioni di funzionamento anomalo. Limiti del campo di funzionamento.

Pompe volumetriche. Pompe alternative. Regolarizzazione della portata. Pompe volumetriche rotative.

Turbopompe. Tipi e classificazioni. Teoria della similitudine applicata alle turbopompe. Numero di giri caratteristico. Applicazione dei parametri adimensionali al progetto delle turbopompe. Curve caratteristiche.

Cavitazione. NPSH. Avviamento. Installazione.

Turbine a gas

Diversi schemi di impianto per applicazioni terrestri ed aeronautiche. Determinazione delle condizioni di funzionamento stazionarie del generatore di gas e rappresentazione sul piano del compressore. Funzionamento fuori progetto di macchine monoalbero. Funzionamento fuori progetto di un turbogetto con particolare riguardo agli effetti della quota. Cenno al funzionamento fuori progetto di macchine terrestri plurialbero. Criteri di controllo e cenno al funzionamento in transitorio.

Impianti motori a vapore

La cifra di merito dei cicli termodinamici diretti.

Mezzi per aumentare il rendimento degli impianti a vapore: risurriscaldamento e rigenerazione.

Ottimizzazione delle pressioni al generatore di vapore.

Ottimizzazione della rigenerazione: teoria di Salisbury.

Particolarità degli impianti nucleari: separazione di umidità e risurriscaldamento a vapore spillato.

Impianti combinati gas - vapore.

Generazione combinata di potenza e di calore.