Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Mosé ROSSI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT15] INGEGNERIA PER LA SOSTENIBILITÀ INDUSTRIALE First Cycle Degree (3 years) - [IT15] SUSTAINABLE INDUSTRIAL ENGINEERING
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2022-2023
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/09 - SISTEMI PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE
Italiano
Italian
Nozioni di base di Analisi Matematica, Fisica, Fisica Tecnica e Fluidodinamica
Basic concepts of Mathematics, Physics, Technical Physics, and Fluidynamics
Lezioni di Teoria: 60 ore
Esercizi: 12 ore
Theory lessons: 60 hours
Excercises: 12 houres
L’insegnamento permette di acquisire conoscenze e
capacità di comprensione dei principi di
funzionamento di macchine a fluido e sistemi
energetici. Gli argomenti affrontati costituiranno la
base per la comprensione del funzionamento dei
principali impianti tradizionali di conversione
energetica e delle macchine volumetriche e
dinamiche, di tipo termico e idraulico in essi inserite
contribuendo alla formazione specifica
dell'ingegneria meccanica nell'ambito della
progettazione delle macchine termiche e a fluido. Tali
conoscenze, integrando le nozioni acquisite negli
insegnamenti di Fisica Tecnica e Fluidodinamica,
mettono gli studenti in grado di affrontare tematiche
specifiche alla conversione termodinamica delle varie
forme di energia, agli effetti ambientali connessi alla
produzione energetica ed agli usi finali dell’energia
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Lo studente dovrà avere la capacità di procedere alla
valutazione delle prestazioni energetiche,
economiche e ambientali di macchine a fluido e
sistemi energetici e scegliere le soluzioni più idonee
in relazione all'utilizzo.
Tali capacità si estricheranno attraverso una serie di
abilità quali: 1. La capacità di scegliere la macchina a
fluido adatta ad un dato impianto; 2. la
determinazione del punto di funzionamento di una
macchina motrice o operatrice in base al carico ad
essa imposto; 3. la valutazione delle prestazioni
globali di un impianto di conversione energetica.
Competenze trasversali.
L’insegnamento contribuirà a consolidare le capacità
degli studenti di fare scelte autonome riguardo ai
metodi ed alle tecniche più opportune per individuare
le migliori soluzioni nel campo delle macchine a
fluido e dei sistemi energetici
Knowledge and Understanding.
The course gives the student knowledge and
understanding of the working principles of fluidmachines
and energy systems.
The topics treated in the course are the basis for the
understanding of the operation of the main traditional
energy conversion systems and of the fluid-machines
fitted in these plants, covering positive displacement
and dynamic, thermal and hydraulic types thus
contributing to the specific education of mechanical
engineering in thermal fluid-machines design.
This knowledge, integrating that gained in the
courses of Fisica Tecnica and Fluidodinamica,
permits the student to cope with specific issues of
thermodynamics energy conversion systems,
environmental effects related to energy production
and final use of energy
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
The student will have the ability assess the energy,
economic and environmental performance of fluidmachines
and choose the best solution for a given
application.
These capabilities will consist in a series of skills
such as: 1. the ability to choose the fluid machine
suitable for a given plant; 2. the determination of the
operating point of a machine according to load; 3. the
evaluation of the overall performance of an energy
conversion system
Transversal Skills.
Since the performance of a fluid-machine involves
mechanical, fluid-dynamical, thermal and
environmental topics, the course will contribute to the
completion of the student’s basic technical
competence by coordinating concepts from different
cultural areas and thus enabling the graduates to
choose autonomously the methods and techniques
most suitable to identify optimum solutions.
Introduzione e classificazione degli impianti di conversione energetica e delle macchine che in essi sono inseriti.
Richiami di termofluidodinamica applicata alle macchine.
Compressori: principio di funzionamento e ciclo di lavoro.
Impianti motori a gas: cicli di riferimento e metodi per incrementare il rendimento di conversione ed il lavoro specifico; nozioni di base sui componenti di un turbogas; cenni su impianti combinati e cogenerativi.
Impianti motori a vapore: cicli di riferimento e metodi per incrementare il rendimento di conversione; generatore di vapore e cenni sugli altri componenti d'impianto.
Macchine idrauliche operatrici: classificazione e generalità; pompe centrifughe e volumetriche; punto di funzionamento in un impianto e metodi di regolazione della portata.
Macchine idrauliche motrici: principi di sfruttamento dell´energia idraulica; turbine ad azione e turbine a reazione.
Motori alternativi a combustione interna: cicli di riferimento ideali e ciclo indicato; definizione dei fondamentali indici prestazionali; metodi di regolazione tipici di motori ad accensione comandata e spontanea; curve caratteristiche e esempio di applicazione con carico stradale.
Impianti ad aria compressa: analisi e dimensionamento, secondo le norme vigenti, impianti di produzione di aria compressa con particolare attenzione alla loro struttura.
Cicli frigoriferi e pompe di calore: ciclo di Carnot inverso; schema d'impianto; tipoloige di impianto; possibili applicazioni e classificazione dei fluidi refrigeranti.
Torre di raffreddamento: definizione e loro utilizzo; possibili applicazioni e bilanci energetici.
Biomasse: definizione, loro suddivisione ed utilizzo.
Solare termico: tipologie di impianto; schema d'impianto e possibili applicazioni.
Alle lezioni teoriche si affiancano esercitazioni guidate (12 ore) che hanno l’obiettivo di fornire agli studenti l’ordine di grandezza dei principali parametri prestazionali delle macchine e degli impianti di conversione energetica trattati nel corso.
Introduction and classification of energy conversion plants and fluid machines.
Review of thermo-fluid dynamics applied to machines.
Compressors: operating principle and duty cycle.
Gas engine systems: reference cycles and methods for increasing conversion efficiency and specific work; basic notions on the components of a gas turbine; notes on combined and cogeneration plants.
Steam engine plants: reference cycles and methods to increase the conversion efficiency; steam generator and notes on the other system components.
Hydraulic machines: classification and general information; centrifugal and volumetric pumps; operating point in a plant and flow regulation methods.
Hydraulic turbines: principles of exploitation of hydraulic energy; action turbines and reaction turbines.
Internal combustion engines: ideal reference cycles and indicated cycle; definition of the fundamental performance indexes; typical regulation methods of spark and compression ignition engines; characteristic curves and application example with road load.
Compressed air systems: analysis and sizing of the system, according to current regulations, with particular attention to their structure.
Refrigerating cycles and heat pumps: reverse Carnot cycle; system layout; type of system; possible applications; classification of refrigerant fluids.
Cooling towers: definition and use; possible applications; energy balances.
Biomass: definition, types of biomasses and their use.
Thermal solar: types of system; system layout; possible applications.
Theoretical lessons will be accompanied by guided exercises (12 hours) with the aim to provide students with the order of magnitude of the main performance parameters of the machines and energy conversion systems addressed in the course.
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti avverrà per mezzo di una prova scritta e orale. Il superamento della prova scritta (18/30), che consiste nel risolvere 2/3 esercizi su argomenti di base, è condizione necessaria e sufficiente per passare alla prova orale.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
La valutazione dell'apprendimento avverrà verificando gli esiti dell'esame scritto e orale, verificando che l'allievo abbia ben chiari i concetti di base connessi con il funzionamento delle macchine e dei sistemi energetici trattati durante il corso. L'allievo dovrà aver acquisito competenza riguardo le loro configurazioni costruttive e condizioni operative e altresì dovrà dimostrare di conoscere l'ordine di grandezza dei principali parametri che ne descrivono il funzionamento.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Viene attribuito un voto in trentesimi, con eventuale lode.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Lo studente dovrà dimostrate di non avere lacune sulle conoscenza di base trattate nel corso; la valutazione finale risulta dalla media artimetica tra la prova scritta (50%) e la prova orale (50%); per il superamento dell'esame entrambe le prove dovranno essere sufficienti.
Il voto più alto si ottiene dimostrando di avere una conoscenza approfondita dei contenuti del corso; la lode è riservata agli studenti che abbiano dimostrato anche una particolare brillantezza nella esposizione e/o abbiano dimostrato particolare padronanza della materia sapendo utilizzare le competenze acquisite anche per analizzare argomenti non espressamente trattati nel corso o trattando gli stessi in maniera alternativa a quella proposta durante il corso.
Learning Evaluation Methods.
The assessment of student's learning will take place by means of a written and oral parts. Pasing the written test (18/30), which consists in solving 2/3 exercises on basic topics, is a necessary and sufficient condition for moving to the oral part.
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Learning Evaluation Criteria.
The assessment of learning, based on the results of both the written and oral parts, consists in verifing: the student's knowledge on the basic concepts connected with the operation of the machines and the energy systems covered during the course, his competence on machine and energy systems configurations and operating conditions, his ability to solve simple numerical problems with correct use of units and order of magnitude.
Learning Measurement Criteria.
A thirty-points scale is used for grading, with possible praise.
Final Mark Allocation Criteria.
The outcome of the evaluation is positive if the student proves to have knowledge of all the basic subjects covered in the course.
The final evaluation results from the average of the written part (50%) and the oral one (50%). To pass the exam both tests have to be positive.
The highest score is achieved by demonstrating in-depth knowledge of the course contents.
Praise is given to students who are particularly brilliant in exposure and/or demonstrate particular mastery of the matters treated in the course, being able to analyze topics not explicitly covered or to treat standard topics in alternative ways.
- Negri di Montenegro Giorgio, Bianchi Michele, Peretto Antonio, "Sistemi energetici e macchine a fluido (1)", Editore: Pitagora
Materiale didattico online: https://learn.univpm.it
- Negri di Montenegro Giorgio, Bianchi Michele, Peretto Antonio, "Sistemi energetici e macchine a fluido (1)", Editore: Pitagora
Online material:
https://learn.univpm.it
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2023-2024
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427