Classificazione delle Macchine-Sistemi energetici

Introduzione

Macchine a fluido e loro classificazione

Una macchina è un dispositivo che garantisce un effetto utile: è in grado di scambiare lavoro con l'esterno e per fare ciò è necessaria la presenza di un organo mobile. Verranno trattate, in particolare, macchine a fluido, all'interno delle quali si ha un fluido di lavoro che consente loro di operare (ventilatore, pale eoliche, ecc.). Il fluido entra nella macchina, viene elaborato/impiegato e poi viene espulso.

La classificazione delle macchine a fluido avviene principalmente in base a cinque criteri:

• Modalità di scambio energetico
• Caratteristiche del fluido di lavoro
• Moto dell'organo mobile
• Caratteristiche del flusso
• Direzionalità del flusso

Classificazione secondo modalità di scambio energetico

Secondo questa classificazione è possibile distinguere le macchine in macchine motrici e macchine operatrici a seconda della direzionalità dello scambio energetico. Una macchina non può essere sia una macchina motrice che operatrice.

Macchine motrici

Sono le macchine che sfruttano l'energia del fluido per produrre lavoro meccanico: macchina motrice. In questo caso vale la relazione per cui: >. Questo perché si sfrutta l'energia in ingresso per produrre lavoro; possono essere inoltre presenti delle dissipazioni. Esempi di macchine motrici potrebbero essere la pala eolica, la turbina idraulica o il motore di una macchina.

Macchine operatrici

Sono le macchine che impiegano lavoro per incrementare l'energia del fluido: macchina operatrice. In questo caso vale la relazione per cui: <. Questo perché si sfrutta l'energia in ingresso per produrre lavoro; possono essere inoltre presenti delle dissipazioni. Un esempio di macchina operatrice potrebbe essere il ventilatore.

Classificazione secondo caratteristiche del fluido di lavoro

Si distinguono due famiglie di macchine: macchine idrauliche e macchine termiche.

Macchine idrauliche

Si parla di macchina idraulica quando il fluido di lavoro è incomprimibile (liquido) e quindi ha una densità costante 1 = = [ ]³. In modo più specifico, con un diverso approccio (che si basa sugli effetti indotti del fluido di lavoro e non si basa sullo stato di aggregazione del fluido di lavoro), si parla di macchine idrauliche quando gli effetti di comprimibilità sono trascurabili; per questo motivo possiamo classificare il ventilatore o la turbina eolica come macchina idraulica, se consideriamo questo approccio che non si basa in modo specifico sulle caratteristiche del fluido. Esempio è la turbina idraulica (che è una macchina motrice idraulica) o la pompa (macchina operatrice idraulica).

Macchine termiche

Si parla di macchina idraulica quando il fluido di lavoro è compri...