Appunti di Progettazione meccanica e costruzione di macchine

Appunti per l'esame di Laboratorio di progettazione meccanica A, di progettazione CAD che riassumono i concetti chiavi spiegati in aula dal Professor Colombo e dal Professor Rossoni. Contiene indicazioni sui comandi da utilizzare per progettare correttamente un assieme meccanico e sulle convenzioni utilizzate nel disegno tecnico industriale.

Passaggi relazione per l'esame di Costruzione di macchine su: elementi di dimensionamento ruote dentate per pitting e contatto herziano, dimensionamento alberi a vita infiniti e a fatica e scelta dei cuscinetti con alcune ipotesi.

Domande d'esame corso di Macchine t 2023-2024: 1. Pompe volumetriche alternative: schema funzionale della pompa e descrizione del suo funzionamento. 2. Pompe volumetriche alternative: il diagramma d'indicatore ideale e reale e determinazione della relazione dei rispettivi lavori di ciclo. 3. Pompe volumetriche alternative: espressione della coppia necessaria per il funzionamento della pompa. 4. Pompe volumetriche alternative: differenza tra la potenza trasferita al fluido, la potenza richiesta dalla pompa e definizione dei rendimenti volumetrico, idraulico e meccanico e loro legame con il rendimento complessivo della pompa. 5. Pompe volumetriche alternative: la curva caratteristica ideale e reale delle pompe volumetriche e legame tra la portata teorica e quella effettiva e tra la cilindrata teorica e quella effettiva della pompa. 6. Pompe volumetriche alternative: determinazione della curva caratteristica di pompe in serie e parallelo e della curva caratteristica resistente di rami in serie e parallelo. 7. Pompe volumetriche alternative: architettura del circuito di prova della pompa volumetrica e metodologia per la determinazione sperimentale della sua curva caratteristica. 8. Pompe volumetriche alternative: determinazione del punto di funzionamento della pompa volumetrica inserita nel circuito di prova. 9. Pompe: determinazione del punto di funzionamento di una pompa volumetrica inserita in un circuito con due rami in parallelo alla mandata, di cui uno con valvola di limitazione della pressione. 10. Pompe volumetriche: il problema della uniformità della portata istantanea in uscita dalle pompe volumetriche alternative: i casi della pompa a singolo effetto, doppio effetto e a pistoni multipli. 11. Pompe volumetriche: metodologia sperimentale per la determinazione dei rendimenti volumetrico, idromeccanico e complessivo della pompa. 12. Pompe volumetriche: andamento delle pressioni lungo il circuito di prova della pompa. 13. Pompe volumetriche: descrizione del funzionamento della pompa policilindrica a cilindrata fissa e mobile. 14. Pompe volumetriche: pompe ad ingranaggi esterni e pompe ad ingranaggi interni. 15. Pompe volumetriche: pompe a membrana e pompe peristaltiche. 16. Compressori volumetrici alternativi: architettura della macchina. 17. Compressori volumetrici alternativi: diagramma (p,V) ideale e reale e sua modifica al variare del rapporto di compressione. 18. Compressori volumetrici alternativi: determinazione del legame tra il rendimento volumetrico con il rapporto di compressione e il coefficiente di spazio nocivo. 19. Compressori volumetrici alternativi: determinazione e differenza tra il rapporto di compressione massimo teorico e quello massimo operativo. 20. Compressori volumetrici alternativi: calcolo del lavoro di ciclo. 21. Compressori volumetrici alternativi: scelta del rapporto di compressione di stadio ottimo nella compressione multipla inter-refrigerata. 22. Compressori volumetrici: condizioni e verifica della minor spesa nel caso di compressione frazionata rispetto alla compressione singola per dato rapporto di compressione richiesto. 23. Compressori volumetrici: determinazione del rendimento complessivo del compressore e differenza tra il rendimento volumetrico e il rendimento di carica. 24. Compressori volumetrici: differenze tra il compressore a palette e la pompa a palette. 25. Pompe centrifughe: architettura della pompa nel piano contenente l'asse di rotazione della girante. 26. Pompe centrifughe: architettura frontale della pompa con girante, con evoluzione delle pale e della chiocciola. 27. Pompe centrifughe: studio del flusso attraverso la girante, equazione delle energie cinetiche ed equazione di Eulero. 28. Pompe centrifughe: triangoli di velocità in aspirazione e mandata (al bordo d'attacco e bordo d'uscita della pala). 29. Pompe centrifughe: disegno della girante della pompa evidenziando gli accorgimenti per l’equilibramento delle spinte del fluido sulla stessa. 30. Pompe centrifughe: definizione di prevalenza, del legame con la differenza di pressione tra aspirazione e mandata della pompa e accorgimenti per la sua determinazione sperimentale. 31. Pompe centrifughe: determinazione analitica della curva caratteristica della pompa. 32. Pompe centrifughe: differenze nel triangolo di velocità nel bordo d'uscita della girante di pompa centrifuga con pale avanti e indietro. 33. Pompe centrifughe: tracciamento dei triangoli di velocità nel bordo d'ingresso della pompa a velocità di rotazione costante e a diversi valori della portata. 34. Pompe centrifughe: determinazione della prevalenza generata dalla pompa a portata nulla. 35. Pompe centrifughe: andamento della prevalenza reale, idraulica, della potenza trasmessa al fluido, della potenza richiesta dalla pompa e rendimento totale della pompa in funzione della portata a velocità di rotazione costante. 36. Pompe centrifughe: il concetto di similitudine idraulica: dimostrazione che se due macchine sono geometricamente e idraulicamente simili allora presentano lo stesso rendimento idraulico. 37. Pompe centrifughe: l’applicazione del concetto di similitudine delle macchine idrauliche alla pompa per ottenere la curva caratteristica a diverso numero di giri rispetto a quella della caratteristica sperimentale. 38. Pompe centrifughe: il fenomeno dell'adescamento e determinazione della quota di sollevamento del fluido dal bacino di valle quando la pompa funziona in aria, per assegnata prevalenza gH della pompa stessa. 39. Pompe centrifughe: determinazione della pressione in corrispondenza alla flangia d’aspirazione della pompa. 40. Pompe centrifughe: la cavitazione e la condizione operativa sulle pressioni nel punto più critico della pala per assicurare il corretto funzionamento della pompa stessa. 41. Pompe centrifughe: le espressioni dell'NPSH dell'impianto e dell'NPSH della pompa, loro significato e utilizzo per assicurare il corretto funzionamento della pompa. 42. Pompe centrifughe: utilizzo del diagramma dell'NPSH della pompa per la verifica della sua corretta installazione nel circuito idraulico. 43. Pompe centrifughe: linee guida semplificate per il loro dimensionamento. 44. Pompe centrifughe: pompe autoadescanti, principio di funzionamento e loro comportamento all'avviamento. 45. Pompa ad elica: architettura della macchina e i triangoli di velocità all'ingresso e all'uscita della palettatura mobile e del raddrizzatore fisso. 46. Pompe centrifughe: architettura della pompa pluricellulare e accorgimento per l’equilibramento complessivo della spinta sulle diverse giranti. 47. Pompe: differenze operative tra le pompe centrifughe e le pompe volumetriche e loro campi di utilizzo nel piano differenza di pressione - portata. 48. Pompe: circuito di prova per la determinazione sperimentale della caratteristica della pompa (volumetrica o centrifuga). 49. Pompe centrifughe: la determinazione sperimentale della curva dell'NPSH della pompa. 50. Pompe centrifughe: posizionamento della pompa di circolazione dell'acqua dei tubi vaporizzatori del generatore di vapore per evitare la cavitazione. 51. Motori: l’architettura del motore alternativo a combustione interna a 4 tempi: pistone, cilindro, valvole e relative camme, biella e manovella. 52. Motori: tracciamento dei diagrammi d’indicatore e termodinamico ideali del ciclo Otto e Diesel e ipotesi semplificative adottate. 53. Motori: rappresentazione nel diagramma d’indicatore e nel piano (T,s) del ciclo Sabathè. 54. Motori: determinazione del rendimento del ciclo Sabathè ed estrazione dei rendimenti termodinamici dei cicli Otto e Diesel. 55. Motori: paragone dei rendimenti termodinamici del ciclo Otto e Diesel con rapporti di compressione sia uguali che con i loro valori tipici. 56. Motori: paragone dei rendimenti dei cicli Otto e Diesel nel piano (T,s) a pari rapporto di compressione. 57. Motori: paragone dei rendimenti dei cicli Otto e Diesel nel piano (T,s) con i loro rapporti di compressione tipici di funzionamento. 58. Motori: dimostrazione intuitiva nel piano (T,s) della diminuzione del rendimento del ciclo Diesel al crescere della quantità di gasolio introdotta. 59. Motori: analisi della potenza del motore a benzina per via termica. 60. Motori: la tonalità termica: definizione per i motori ad accensione comandata e per compressione. 61. Motori: analisi della potenza del motore Diesel per via termica. 62. Motori: effetto della regolazione nel motore a benzina sull'espressione della potenza per via termica. 63. Motori: effetto della regolazione nel motore Diesel sull'espressione della potenza per via termica. 64. Motori: dimostrazione intuitiva del posizionamento ottimale della combustione a cavallo del PMS. 65. Motori: dipendenza della durata della combustione nel motore a benzina in funzione della velocità di rotazione. 66. Motori: significato della regolazione dei motori per qualità e per quantità della miscela e a quali tipologie di motori rispettivamente si applicano. 67. Motori: schema del sistema d'aspirazione del motore a benzina e spiegazione della metodologia di regolazione del carico. 68. Motori: schema del sistema d'aspirazione del motore Diesel e spiegazione della metodologia di regolazione del carico. 69. Motori: la definizione della pressione media indicata ed effettiva e loro significato fisico. 70. Motori: differenza tra la coppia istantanea e la coppia media, e legame tra la coppia media e la pressione media effettiva. 71. Motori: differenza tra il rapporto di compressione geometrico ed effettivo nei motori a benzina. 72. Motori: andamento della combustione normale in un motore ad accensione comandata e il fenomeno della detonazione 73. Motori: determinazione del gradiente di pressione durante la combustione nei motori a benzina in funzione dell’angolo di manovella. 74. Motori: la detonazione e i vincoli conseguenti sulla geometria della camera di combustione dei motori a benzina. 75. Motori: la definizione del rendimento totale, del rendimento termico e del consumo specifico del motore. 76. Motori: analisi della combustione nel motore Diesel: l’andamento della massa di gasolio iniettata e di quella bruciata nel caso di combustione normale e in presenza di combustione ruvida. 77. Motori: il ruolo dell’iniezione pilota per la diminuzione della combustione ruvida nei motori Diesel. 78. Motori: le caratteristiche a cui deve rispondere l'iniettore per ottimizzare la combustione nel motore Diesel: 79. Motori: determinazione della temperatura media dei gas di scarico. 80. Motori: il rapporto tra la cilindrata di un monocilindrico e un policilindrico a pari potenza prodotta. 81. Motori: il rapporto tra la potenza prodotta da un monocilindrico e un policilindrico a pari cilindrata complessiva. 82. Motori: l'architettura del sistema d'iniezione nei motori a benzina: dal serbatoio agli iniettori. 83. Motori: il ruolo del regolatore di pressione nel sistema d'iniezione dei motori a benzina. 84. Motori: architettura dell’iniettore di benzina e determinazione analitica della sua caratteristica. 85. Motori: la determinazione della caratteristica ideale dell'iniettore di benzina in funzione del motore su cui deve essere installato. 86. Motori: la determinazione della massa di benzina da iniettare nei motori a benzina con il sistema speed-density. 87. Motori: la sonda lambda, sua caratteristica, e il suo contributo nella determinazione della massa di benzina da iniettare. 88. Motori: l'andamento delle emissioni nei motori a benzina e il sistema per il loro controllo. 89. Motori: il sistema TWC per il trattamento dei gas di scarico nel motore a benzina per diminuire le emissioni inquinanti e relativa efficienza del catalizzatore per l'abbattimento di NOx, HC e CO. 90. Motori: i componenti del sistema di iniezione nei motori Diesel: Common Rail, architettura dell'iniettore elettro-idraulico e della pompa di alta pressione. 91. Motori: le emissioni nei motori Diesel in funzione della posizione dell'iniezione e della sua durata: Nox, idrocarburi incombusti e 92. Motori: la gestione del motore Diesel, scelta semplificata della quantità di gasolio da iniettare e della posizione angolare a cui 93. Motori: i sistemi per l'abbattimento del particolato e degli ossidi d'azoto nel motore Diesel. 94. Motori: i motori a due tempi e differenze tra quelli a benzina e quelli Diesel. 95. Motori: i motori a benzina ad iniezione diretta e i sistemi di combustione innovativi: HCCI e RCCI.