Magistrale

 

Insegnamenti previsti dal Corso di Studio

70/LM-0096 - SPERIMENTAZIONE SULLE MACCHINE

Anno Accademico ​2019/2020

Docente
PIERPAOLO ​PUDDU (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
ITALIANO ​


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Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/85] ​ ​INGEGNERIA MECCANICA [85/00 - Ord. 2017] ​ ​PERCORSO COMUNE660
Obiettivi

In accordo con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica, il corso di Sperimentazione sulle Macchine ha come obiettivo quello di fornire allo studente le conoscenze del problemi connessi alla Sperimentazione sulle Macchine a Fluido.

I principali risultati di apprendimento attesi per il corso di Sperimentazione sulle Macchine sono i seguenti
Acquisire le competenze necessarie per svolgere correttamente le indagini sperimentali sulle macchine a fluido.
Acquisire le metodologie di verifica e collaudo del funzionamento delle macchine a fluido
Comprendere le problematiche tipiche delle indagini sperimentali.
Acquisire la capacità di scegliere lo strumento appropriato per effettuare la misura richiesta, calibrare lo strumento e utilizzarlo per l'acquisizione dei dati.
Acquisire la capacità di analizzare i dati elaborarli e rappresentarli graficamente.

Prerequisiti

L'allievo per poter seguire proficuamente deve possedere:
conoscenza dei contenuti di Misure sulle Macchine e Macchine a Fluido

Contenuti

Grandezze da rilevare per calcolare le prestazioni delle macchine (3 ore)
Criteri per valutare l'attendibilità delle misure sperimentali;
Approccio per effettuare le misure sperimentali.
Analisi ed elaborazione dei dati sperimentali;
La catena di misura elementare {Trasduttore, Scanner, Convertitore A/D, lnterfaccia, PC).
Ambienti di lavoro virtuali per l'acquisizione dei segnali (L.abview e Matlab).

Caratteristiche dei segnali (8 ore)
Segnali analogici e digitali;
Caratteristiche dei segnali non stazionari;
Acquisizione dei segnali non stazionari;
Analisi della caratteristica degli strumenti di misura;
Ordine di uno strumento di misura.
Caratteristica dinamica di un sistema per la misura di pressioni non-stazionarie;
Risposta in frequenza di un trasduttore di pressione - catena di misura

Esercitazione 1 - Determinazione della caratteristica dinamica di un sistema, per la misura di pressioni non stazionarie - lo shock-tube (6 ore) .

Analisi sperimentale del flusso nelle macchine a fluido (12 ore)
Gallerie del Vento per studi fluidodinamici;
Tecniche di analisi dei flussi nelle macchine a fluido;
Analisi del flusso attraverso le schiere di pale;
Analisi sperimentale del campo di moto mediante sonde aerodinamiche;
Principio di funzionamento delle sonde aerodinamiche;
Impiego delle sonde aerodinamiche per la misura della pressione Totale, Statica e Direzionale di un flusso; Taratura e impiego delle sonde aerodinamiche per analisi di flussi 2D e 3D;
Limiti di impiego delle sonde aerodinamiche per l'analisi dei flussi non-stazionari

Esercitazione 2 - Taratura di una sonda aerodinamica (6 ore)
Esercitazione 3 - Impiego per l'analisi del flusso attraverso una schiera di pale in galleria del vento (6 ore).

Analisi sperimentale del campo di moto mediante sonde ad alta risposta in frequenza (12 ore)
Principio di funzionamento dell'anemometro a filo caldo (HWA);
Taratura e impiego dell'anemometro a temperatura costante;
Taratura dell'HWA per l'Analisi di Flusso 2D e 3D
Misura della Velocità media e della turbolenza di un flusso;
Tecniche di misure mediante singolo filo, due fili e tre fili;
La metodologia di Jorgensen per l'analisi dei flussi 3D.

Esercitazione 4 - Taratura Sonda anemometrica a filo caldo (3 ore).
Esercitazione 5 - Impiego sonda anemometrica a filo caldo a valle del rotore di una turbomacchina (6 ore).

Metodi Didattici

Il corso prevede una serie di lezioni teoriche seguite da applicazioni pratiche di laboratorio degli argomenti trattati. Ulteriore materiale riguardante slides, grafici schemi e tabelle sono forniti sia mediante fotocopie che files sul sito web docente. Foto, schemi esemplificativi e strumenti vengono inoltre illustrati e discussi alla classe durante la lezione. Gli studenti vengono inoltre periodicamente invitati ad intervenire mediante la formulazione di domande e la riflessione critica sulla misura delle diverse grandezze fisiche e le relative problematiche nella scelta dello strumento adatto.
In particolare il corso si articola nei seguenti argomenti principali:
Richiami sulle grandezze fisiche da misura per determinare le prestazioni delle macchine a fluido (3 ore di lezione)
Caratteristiche dei segnali (8 ore di lezione, 6 ore di esercitazione)
Analisi sperimentale del flusso nel macchine a fluido. (12 ore di lezione, 12 ore di esercitazione)
Analisi di campo di moto con sonde ad alta risposta in frequenza (12 ore di lezione, 12 ore di esercitazione)

Verifica dell'apprendimento

L'esame prevede la discussione orale delle esercitazioni svolte durante il corso. Il colloquio orale potrà avvenire dopo la presentazione delle relazioni scritte relative alle esercitazioni pratiche svolte singolarmente o a gruppi.
Il colloquio orale deve consentire di verificare la conoscenza e padronanza degli argomenti trattati e presentati nelle relazioni. Lo studente deve altresì mostrare la capacità ad esprimersi presentando il proprio lavoro utilizzando la terminologia tecnica corretta e dimostrare di aver assimilato, compreso e di saper applicare le tecniche di misura appropriate alle indagini sperimentali sulle macchine a fluido.
La valutazione dell'esame terrà conto sia della correttezza e completezza delle relazioni presentate sia della discussione orale. Alle relazioni sarà attribuito un peso pari a 1/3 del voto finale mentre il restante 2/3 dipenderà dal voto della prova orale. Il voto dell'esame orale scaturirà dall'attribuire un punteggio massimo di 10 punti a ciascuna delle tre domande che vengono poste all'esaminando. Ciascuna domanda farà riferimento ad uno degli argomenti trattati nelle esercitazioni e durante le lezioni del corso.

Testi

Dixon, Hall, Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachines, Butterworth-Heinemann, 2010
E. Doebelin, "Measurement System: Application and Design", Edit. Mc Graw-Hill, Company
"Appunti delle lezioni di Sperimentazione sulle Macchine

Altre Informazioni

Altre informazioni a supporto della didattica sono disponibili sul sito
http://people.unica.it/pierpaolopuddu/didattica/insegnamenti/sperimentazione sulle macchine/

 

Obiettivi di Apprendimento – Percorso 2020-2021

 

 

 

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