MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE E MACCHINE

Il corso è diviso in due parti. Nella prima parte vengono forniti i concetti di base di meccanica applicata alle macchine; nella seconda parte vengono descritte le macchine idrauliche.

Lezioni frontali con proiettore e lavagna.

lezioni: 21 ore

esercitazioni: 39 ore

Modalità di esami:

• Compito scritto
• Esame orale 

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Conoscenze di:

• Fisica 1 (forze e coppie, principi di Newton, statica, attrito, dinamica ed equazioni del moto, diagrammi di corpo libero)
• Analisi 1 e 2  (serie di funzioni, derivate parziali, equazioni differenziali ordinarie)
• Algebra lineare (operazioni su vettori e matrici)
• Idraulica e teorema di Bernoulli

Frequenza non obbligatoria

MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE

1. COMPOSIZIONE DEI MECCANISMI.Macchina e meccanismo, coppie cinematiche, gradi di libertà delle coppie cinematiche, gradi di libertà di meccanismi piani e spaziali.2. RENDIMENTO.Definizione di rendimento di un meccanismo, rendimento in serie e parallelo, moto retrogrado.3. ATTRITO ED USURA. Coefficiente e lavoro d’attrito, cenni sulle teorie dell’attrito di strisciamento, l’attrito volvente, cerchio d’attrito. Esempi: coppia rotoidale, piano inclinato. Distribuzione delle pressioni di contatto ed ipotesi di Reye. Applicazioni: pattino piano, coppia rotoidale di spinta.4. RUOTE DENTATE. Ruote di frizione, profili coniugati, circonferenze primitive e fondamentali, definizione di evolvente di cerchio. Ruote dentate cilindriche ad evolvente e relativo proporzionamento, determinazione dell’arco d’azione, condizione di non interferenza. 5. ROTISMI. Rotismi ordinari, rotismi epicicloidali e formula di Willis, differenziale automobilistico. Esempi ed esercizi sui rotismi.6. ORGANI FLESSIBILI. Apparecchi di sollevamento, rigidezza elastica ed anelastica, attrito nei perni, paranchi di sollevamento.

MACCHINE IDRAULICHE

1. RICHIAMI SUI FLUIDI E LORO PROPRIETÀ. Viscosità dinamica e cinematica, numero di Reynolds, Conservazione della massa, Equazione di Bernoulli, perdite di carico distribuite e concentrate. 2. TURBOMACCHINE. Caratteristiche generali, triangoli di velocità, equazione fondamentale delle turbomacchine o di Eulero e lavoro interno, rendimento organico, idraulico e volumetrico, similitudine fluidodinamica e coefficienti adimensionali, diagramma di Balje. 3. TURBOPOMPE. Curve caratteristiche, pompe centrifughe, pompe a flusso misto e assiali, dimensionamento di una turbopompa. Esempi. 4. POMPE VOLUMETRICHE. Classificazione, Pompe a stantuffo, cilindrata, portata e rendimento volumetrico, potenza e rendimento. 5. ACCOPPIAMENTO POMPA E SISTEMA. Punto di funzionamento di un impianto, cavitazione, NPSH e parametro di Thoma, scelta della pompa e velocità di rotazione. 6. TURBINE IDRAULICHE AD AZIONE. Turbina Pelton, triangoli di velocità, lavoro interno, rendimenti e perdite, velocità e diametro specifico e dimensionamento. 7. TURBINE IDRAULICHE A REAZIONE. Turbina Francis, Turbina a flusso assiale e Kaplan, grado di reazione, triangoli di velocità, lavoro interno, rendimenti e perdite, dimensionamento, regolazione, diffusore. Esempi.

1. Massimo Callegari, Pietro Fanghella, Francesco Pellicano, “Meccanica applicata alle macchine”, UTET Università

2. G. Cornetti, "Macchine Idrauliche", Edizioni il Capitello Torino.

Per approfondire:

3. Funaioli E., Maggiore A., Meneghetti U., “Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine – Vol. 1”, Pàtron Editore.
4. Jacazio G., Piombo B., “Meccanica Applicata alle Macchine – Vol.2”, Levrotto & Bella Torino.

Dispense del corso
 

L'esame prevede:

- due prove in itinere, suddivise per ciascuna parte del programma, da svolgersi durante le lezioni.

Per chi non ha effettuato o non ha superato le prove in itinere:

- prova scritta (3 ore)

- eventuale prova orale con domande ed esercizi sulle due parti del corso su richiesta dello studente.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

- Organi flessibili

- Attrito

- Rendimento di un sistema

- dinamica del rullo

- accoppiamento motore-carico

- Dimensionamento di una turbomacchina

- caratteristica ideale e reale di una pompa volumetrica

- rendimenti di una turbopompa

- rendimenti di una turbina