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THERMOFLUIDODYNAMICS AND MACHINES
LORENZO FERRARI
Academic year2020/21
CourseROBOTICS AND AUTOMATION ENGINEERING
Code282II
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
TERMOFLUIDODINAMICA E MACCHINEING-IND/08LEZIONI60
LORENZO FERRARI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Gli studenti apprenderanno conoscenze approfondite relative alla modellazione dinamica di sistemi fluidi e termici, alle macchine a fluido, ai sistemi energetici ed alla loro regolazione. Oltre ad alcune nozioni di base sui fondamenti della termodinamica, gli studenti acquisiranno conoscenze relative al funzionamento ed al dimensionamento delle principali tipologie di macchine ed impianti di conversione di energia. Apprenderanno inoltre ad eseguire un dimensionamento di massima degli stessi ed a valutarne le criticità di regolazione.

Knowledge

Students are expected to acquire knowledge in the field of dynamic modelling of thermal and fluid systems, fluid machines, energy systems and their regulation. In addition to some notions on thermodynamic bases, students will acquire knowledge on operating concepts, design procedures and regulation of the most common thermal machines and energy conversion plants.

Modalità di verifica delle conoscenze

La conoscenza verrà verificata dalla dimostrazione della capacità di discutere gli argomenti principali del corso con una terminologia appropriata. Durante l'esame orale lo studente dovrà dimostrare la conoscenza degli argomenti del corso rispondendo alle domande in modo approfondito e con proprietà di linguaggio. Lo studente dovrà dimostrare la capacità di mettere in pratica e di eseguire con spirito critico le attività illustrate durante le lezioni. Nel rispondere alle domande fatte dal docente, lo studente dovrà dimostrare la capacità di affrontare un problema e di organizzare un'esposizione efficace dell'argomento.

Assessment criteria of knowledge

Student knowledge will be assessed by considering their ability to discuss main course contents by using an appropriate terminology. During the oral exam, the student must be able to demonstrate his/her knowledge of course content by answering to the questions thoroughly and with the proper terminology. Student must show his/her capability to put in practice the concepts explained during the course, to face a problem relate to course content, and organize an effective exposition of the topic.

Capacità

Al termine del corso lo studente sarà capace di sviluppare modelli dinamici e descrivere in modo accurato le caratteristiche delle principali tipologie di impianti di conversione energetica, delle macchine a fluido e dei loro componenti con particolare riferimento alle grandezze tipiche, alle prestazioni, ai fenomeni che hanno luogo in esse ed alla loro regolazione.

Skills

At the end of the course, the student will be able to develop dynamic models and describe accurately the main characteristics of typical thermal machines, energy conversion plants and their components with particular reference to relevant quantities, performance and phenomena taking place in them nd their regulation.

Modalità di verifica delle capacità

L'accertamento delle capacità avviene attraverso discussione in sede di esame.

Assessment criteria of skills

Discussion during the final examination

Comportamenti

Lo studente avrà acquisito la capacità di analizzare e commentare il funzionamento di sistemi per la conversione dell’energia e dei loro componenti evidenziandone le principali criticità. Lo studente avrà sviluppato un approccio razionale e metodologicamente motivato alla scelta, configurazione ed il controllo dei sistemi energetici e delle macchine a fluido.

Behaviors

The student will be able to analyze and comment operating principles of systems for energy conversion and their components with particular stress to their criticalities. The student will exhibit a rational and methodologically justified approach to the choice, use and control of energy systems and thermal machines.

Modalità di verifica dei comportamenti

Verifica in sede d'esame orale mediante apposite domande volte a verificare l'acquisizione dei comportamenti indicati.

Assessment criteria of behaviors

Discussion during the final examination.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenze di base dei principi della termodinamica e della conservazione dell’energia

Prerequisites

Basic knowledge of principles of thermodynamic and energy conservation.

Indicazioni metodologiche
  • Lezioni frontali con slide preparate dal docente;
  • Discussioni collettive di casi di studio;
  • Seminari di ricercatori ospiti su tematiche specifiche;
  • Visite didattiche a casi sudio industriali;
  • Frequenza: non obbligatoria, ma consigliata
Teaching methods
  • Face to face lessons with slides provided by the teacher;
  • Discussion of case studies;
  • Lectures of experts;
  • Visit to industrial case studies;
  • Attendance not mandatory but suggested
Programma (contenuti dell'insegnamento)
  • Fondamenti di termodinamica, principi della termodinamica e delle leggi di conservazione dell’energia
  • Elementi di scambio termico, scambiatori e combustione
  • Modellazione dinamica di sistemi termofluidodinamici
  • Termofluidodinamica dei principali cicli di conversione dell’energia: impianti a vapore ed a turbogas
  • Flussi adiabatici ed ugelli
  • Caratteristiche delle macchine a fuido e loro regolazione (turbine, compressori, pompe)
Syllabus
  • Fundamentals of thermodynamic and energy conservation laws
  • Typical thermodynamic cycles for energy conversion systems
  • Dynamic modelling of thermic and fluid systems
  • Description of main components of energy conversion plants (boilers, heat exchangers, …)
  • Adiabatic flows and nozzles
  • Characteristics of thermal machines and their regulation
Bibliografia e materiale didattico

Gli studenti hanno a disposizione il materiale fornito dal docente

Libri di consultazione aggiuntivi:

  • Cavallini, Mattarolo "Termodinamica Applicata" CLEUP editore
  • Della Volpe, "Macchine", Liguori Editore, Napoli, 1994.
  • Panayotis Psaroudakis: " Fondamenti di termofluidodinamica e macchine ", PISA University press
  • Bohdan T. Kulakowski, John F. Gardner, J. Lowen Shearer “Dynamic Modeling and Control of Engineering System”
Bibliography

Slides provided by the teacher

Additional readings:

  • Cavallini, Mattarolo "Termodinamica Applicata" CLEUP editore
  • Della Volpe, "Macchine", Liguori Editore, Napoli, 1994.
  • Panayotis Psaroudakis: " Fondamenti di termofluidodinamica e macchine ", PISA University press
  • Bohdan T. Kulakowski, John F. Gardner, J. Lowen Shearer “Dynamic Modeling and Control of Engineering System”
Indicazioni per non frequentanti

Non ci sono differenze con chi segue il corso

Non-attending students info

No difference with those attending the course

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova orale della durata approssimativa di 30 minuti (3 domande) volta all’accertamento della conoscenza degli argomenti trattati durante il corso. Durante il colloquio, al candidato potrà anche essere richiesto di risolvere problemi scritti o discutere casi studio. La prova orale non è superata se il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro e non risponde, o risponde con evidenti carenze, sulle conoscenze di base del corso

Assessment methods

The exam consists of an oral interview of around 30 minutes (3 questions) that is aimed at ascertaining the knowledge of the topics discussed during the course. During the interview, the candidate may also be asked to solve written problems or discuss case studies. The oral exam is not passed if the candidate shows that he / she is not able to express himself clearly and does not respond, or responds with apparent deficiencies, on the basic knowledge of the course

Updated: 26/01/2021 23:03