Tutta la teoria di Macchine

Lezione 1

Basi del corso:

• Termodinamica
• Fluidodinamica

Macchina: è un qualsivoglia dispositivo, creato dell’uomo, che possa produrre un effetto utile.

Macchina: è un qualsiasi dispositivo dotato di organi mobili capace a fluido di interagire energicamente con un fluido che l’attraversa. Ovviamente per produrre un effetto utile di tipo energetico.

Nella definizione viene usata la forma “organi mobili” perché sennò si sarebbero potuti introdurre anche gli scambiatori di calore, argomento che non è oggetto del corso. Gli SDC non hanno, in generale, organi mobili. Se non fossero dotati di organi mobili, non ci sarebbe scambio di lavoro.

Condizione necessaria: la macchina abbia al suo interno degli organi mobili capaci di scambiare lavoro con il fluido che li attraversa.

A differenza degli scambiatori di calore, le macchine scambiano energia meccanica. Nella maggior parte dei casi il lavoro me lo ritrovo su un albero che ruota.

Esiste una distinzione, il lavoro può essere compiuto dalla macchina al fluido, e viceversa.

Nel primo caso parleremo di macchine operatrici.

Lezione 1

Basi del corso:

• Termodinamica
• Fluidodinamica

gambini@ing.uniroma2.it

Macchina: è un qualsivoglia dispositivo, creato dall’uomo, che possa produrre un effetto utile.

Macchina: è un qualsiasi dispositivo dotato di organi mobili capace di interagire energeticamente con un fluido che l’attraversa. Ovviamente per produrre un effetto utile di tipo energetico.

Nella definizione viene usata la forma “organi mobili” perché sennò si sarebbero potuti intendere anche gli scambiatori di calore, argomento che non è oggetto del corso. Gli SdC non hanno, in generale, organi mobili. Se non fossero dotati di organi mobili, non ci sarebbe scambio di lavoro.

Condizione necessaria che la macchina abbia al suo interno degli organi mobili, capaci di scambiare lavoro con il fluido che li attraversa.

A differenza degli scambiatori di calore, le macchine scambiano energia meccanica. Nella maggior parte dei casi il lavoro me lo ritrovo su un albero che ruota.

Esiste una distinzione, il lavoro può essere compiuto dalla macchina e dal fluido, e viceversa.

Nel primo caso parliamo di macchine operatrici: esse hanno il

compito di dare lavoro al fluido che li attraversa, cioè incrementare l'energia meccanica del fluido che li attraversa (Energizzare un fluido). Alcuni esempi di macchine operative sono le pompe e i compressori. Questo perché per aumentare l'energia di un fluido possiamo toccare tre fattori: cinetica, potenziale e di pressione.

La differenza tra pompa e compressore è semplicemente la tipologia di fluido utilizzata.

POMPA → fluidi incomprimibili (es. campo idraulico)

COMPRESSORE → fluidi comprimibili.

Un fluido è comprimibile se, soggetto a forze di pressione, varia il suo volume specifico.

Il secondo caso riguarderà le macchine motrici: esse prendono l'energia del fluido e la avversano in forma utile all'esterno. Riversare energia in forma utile all'esterno significa avere una potenza meccanica su masse.

Con le basi acquisite di fluidodinamica e termodinamica andremo a vedere i principi di funzionamento delle macchine. Andremo ad aprire le macchine e vedere quali sono i principi alla base dello scambio di lavoro tra un organo mobile e il fluido che attraversa la macchina stessa. Assumiamo qui: ed ammortizzamento (che però non affrontiamo). Qui ci passiamo circa 6 crediti; 4 crediti sono per la conversione dell'energia.

Le macchine possono essere trasformatori e convertitori di energia.

Le macchine sono dei trasformatori di energia, presi singolarmente.

La differenza tra trasformazione e conversione di energia è sottile e deriva del

secondo principio della termodinamica.

TRASFORMAZIONE ➔ energia di una forma all'altra ma di specie

equivalenti. (Es.: turbine idrauliche, trasformare l'energia

meccanica del fluido in energia mecc. sull'albero motore, in

energia elettrica data dall'alternatore).

CONVERSIONE ➔ quelle particolari "trasformazione" di energia di

specie non equivalenti (Es.: da energia termica a

energia meccanica).

Un motore è un convertitore di energia (così come tutti gli organi

che si alimentano tramite combustibile).

Il combustibile viene impiegato trasformando l'energia chimica in energia

termica, tramite il suo potere calorifico e a quel punto parte il ciclo

di conversione.

ENERGIA: capacità di un sistema di compiere lavoro.

Il lavoro è s