CdSINGEGNERIA DEI VEICOLI
Codice823II
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| SPERIMENTAZIONE NELLE MACCHINE | ING-IND/09 | LEZIONI | 60 |
|
Gli studenti apprenderanno conoscenze approfondite relative alla sperimentazione nel campo delle macchine a fluido. Oltre ad alcune nozioni di base sulla metrologia, gli studenti acquisiranno conoscenze relative agli strumenti ed ai sensori utilizzati per la valutazione di grandezze come la pressione totale e statica, la direzione, la velocità, la temperatura, la portata volumetrica e massica di un flusso. Acquisiranno, inoltre, conoscenze relative a tecniche di misura avanzate come i sensori dinamici, e le tecniche non intrusive PIV, LDV e pirometria. Apprenderanno inoltre a definire in modo critico la catena di misura più adatta per la valutazione delle prestazioni di macchine e loro componenti e la caratterizzazione sperimentale dei fenomeni che in esse hanno luogo.
Students are expected to acquire a deeper knowledge in the field of experimental investigation of fluid machinery. In addition to some basic notions on metrology, students will acquire knowledge on instrumentation and sensors that are generally adopted in the estimation of static and total pressure, flow direction, velocity and mass flow rate. Moreover, students will be introduced to advanced measurement techniques as dynamic pressure sensors, Particle Image Velocimetry (PIV), Laser Doppler Velocimetry (LDV) and pyrometry. They will also learn to design the correct measurement setup for the experimental investigation of the performance of thermal machines and systems and the phenomena that occur in them.
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.
Student knowledge will be assessed by considering its ability to discuss the main course contents with 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. The students 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.
Al termine del corso lo studente sarà capace di descrivere in modo accurato le principali tecniche (standard ed avanzate) utilizzate per la valutazione sperimentale delle macchine a fluido e dei loro componenti con particolare riferimento alle prestazioni ed i fenomeni che hanno luogo in esse; sviluppare un modello di misura che sia coerente con le esigenze di accuratezza e contesto dell’applicazione; definire in modo critico la catena di misura più adatta per la valutazione.
At the end of the course, the student will be able to:
- describe the main techniques (standard and advanced) which are typically exploited in the experimental investigation of thermal machines and their components with particular reference to performance estimation;
- develop a measurement model which is coherent with the specific application;
- design a measurement setup which is in line with the expected accuracy.
L'accertamento delle capacità avviene attraverso discussione in sede di esame.
Discussion during the final examination
Lo studente avrà acquisito la capacità di pianificare, condurre e interpretare i risultati della sperimentazione nelle macchine, con la necessaria consapevolezza delle problematiche, dei limiti fisici e dei necessari compromessi nelle prestazioni dovuti alla complessità ed ai vincoli della sperimentazione in questo ambito. Lo studente avrà sviluppato un approccio razionale e metodologicamente motivato alla scelta, configurazione ed impiego della strumentazione per lo svolgimento di indagini sperimentali nel settore delle macchine a fluido.
The student will be able to plan, lead and analyze the results of experimental investigation on thermal machines, with the necessary awareness on the problems, the physical limitations and the unavoidable trade-offs in performance due to the complexity and constraints of experimental investigation in this field of application. The student will exhibit a rational and methodologically justified approach to the choice, configuration and use of instrumentation for the experimental investigation on thermal machines.
Verifica in sede d'esame orale mediante apposite domande volte a verificare l'acquisizione dei comportamenti indicati.
Discussion during the final examination.
Conoscenze di base dei principi di funzionamento e della tipologia delle macchine a fluido e dei sistemi energetici convenzionali acquisite negli insegnamenti dei corsi di laurea triennali in cui sono offerti corsi dei settori scientifico disciplinari della Fisica Tecnica, delle Macchine a Fluido e dei Sistemi per l'Energia e l'Ambiente
Basic knowledge of the operating principles and typology of fluid machinery and conventional energy systems that are acquired normally during bachelor programs where modules on fluid machinery and energy systems are offered.
- Lezioni frontali con slide preparate dal docente;
- Discussioni collettive di casi di studio;
- Seminari di ricercatori ospiti su tematiche specifiche;
- Visite didattiche a laboratori e strutture sperimentali di rilievo
- Esperienze di laboratorio
- Frequenza: non obbligatoria, ma consigliata
- Face to face lessons with slides provided by the teacher;
- Discussion of case studies;
- Lectures of experts on experimental techiniques;
- Visit to industrial test rigs;
- Laboratory experiences;
- Attendance not mandatory but suggested.
- Introduzione alle misure: Nozioni di base sul processo di misura; Caratteristiche metrologiche degli strumenti; Teoria degli errori e loro propagazione; Richiami sull’acquisizione ed elaborazione di dati sperimentali;
- Misure termo-fluidodinamiche e meccaniche: Misure di pressione, temperatura, portata, velocità e direzione; Coppia, forza, numero di giri, posizione; Cenni sulla misura di inquinanti
- Misure dinamiche: Sensori piezoelettrici e piezoresistivi di pressione; Sonde a guida d’onda; Cenni sugli accelerometri;
- Tecniche di misura avanzate: Anemometria laser PIV e LDV; Particle sizing (PDA); Pirometria ottica ed acustica
- Valutazione delle prestazioni di macchine a fluido e sistemi energetici ed esempi applicativi
- Introduction to measurement techniques: basics of a measurement process; metrological characteristics of instruments; theory of errors and their propagation; elements on acquisition systems and processing of experimental data;
- Thermo-fluid dynamic and mechanical measurements: measurement of pressure, temperature, flow rate, speed and direction; torque, force, speed and position; elements on the measurement of pollutants
- Dynamic measurements: piezoelectric and piezoresistive pressure sensors; waveguide probes; elements on accelerometers
- Advanced measurement techniques: PIV and LDV laser anemometry; Particle sizing (PDA); Optical and acoustic pyrometry
- Performance evaluation of fluid machines and examples of an engine performance estimation
Gli studenti hanno a disposizione i lucidi utilizzati dal docente
Libri di consultazione aggiuntivi:
- Measurement System - Application and design, E. O. Doeblin, Mc Graw Hill
- Theory and design for mechanical measurements, R.S. Figliola, D.E. Beasley, John Wiley & Sons, 1991
- Fundamentals of temperature, pressure and flow measurements, R.P. Benedict, A Wiley-Interscience Publication John Wiley & Sons, 1984
- Introduction to Error Analysis, Taylor J. R., University Science Books, 1997
- Measurements techniques in fluid dynamics – An Introduction, Annual Lecture series, Von Karman Institute for Fluid Dynamics
- Instrument engineers handbook. Process measurement and analysis, Bela G. Liptak, CRC PRESS, 2003
Slides provided by the teacher
Additional readings:
- Measurement System - Application and design, E. O. Doeblin, Mc Graw Hill
- Theory and design for mechanical measurements, R.S. Figliola, D.E. Beasley, John Wiley & Sons, 1991
- Fundamentals of temperature, pressure and flow measurements, R.P. Benedict, A Wiley-Interscience Publication John Wiley & Sons, 1984
- Introduction to Error Analysis, Taylor J. R., University Science Books, 1997
- Measurements techniques in fluid dynamics – An Introduction, Annual Lecture series, Von Karman Institute for Fluid Dynamics
- Instrument engineers handbook. Process measurement and analysis, Bela G. Liptak, CRC PRESS, 2003
Non ci sono differenze con chi segue il corso
No difference with those attending the course
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.
The exam consists of an oral test 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.