Appunti del corso di Macchine

Macchine

Prova intermedia 10 aprile e 29 maggio

Macchine resecare da fluido: fluido assorbito = fluido motore entra ed esce nella stessa fase.

Tipologie di macchine

Macchina motrice: Il fluido cede energia alle parti mobili della macchina, cedendo lavoro meccanico attraverso energia potenziale.

Macchina operatrice: Cede energia al fluido.

Macchine dinamiche e volumetriche

Macchina dinamica: Fluido assorbito in modo continuo tra ingresso e uscita di una macchina.

Macchina volumetrica: È il fluido isolato che la macchina aspira in un volume noto di fluido.

P=1*ḿḿ=QQ̇=V_en, dove n è il numero di giri.

Le macchine dinamiche hanno questo prospetto tra fluido e parte mobile della macchina, con scambi che avvengono per variazioni di volume, sia in macchine motrici che operatrici.

Esempio con macchina operatrice che deve trasferire liquido, una macchina volumetrica.

Proprietà delle macchine

Macchine trasporto di fluido: Il fluido attraversa senza mutare, entra ed esce nella stessa fase.

La proprietà del gruppo chiuso implica variazioni di volume e scambio di lavoro tra fluido e macchina.

Macchina motrice: Il fluido cede energia alle parti mobili della macchina → energia potenziale del fluido → lavoro meccanico.

Macchina operatrice: Compie lavoro meccanico in entrata del fluido, cedendo energia al fluido.

Caratteristiche delle macchine dinamiche e volumetriche

Macchina dinamica: Il fluido attraversa in modo continuo tra ingresso e uscita, con velocità variabile.

Macchina volumetrica: Il fluido lascia che la macchina aspiri un volume noto di fluido, interrompendo la comunicazione per inviarlo all'ambiente di scarico.

P = lᴳ.n

Il lavoro meccanico compiuto dalla macchina dipende dalle condizioni del fluido nell'ambiente di aspirazione e in quello di scarico.

Le macchine dinamiche possono elaborare grandi portate, ma non sopportano grandi pressioni.

Le macchine volumetriche mirano allo scambio energetico tra fluido e parte mobile della macchina. Nella macchina dinamica, la parte cede la stessa energia al fluido per unità di massa delle condizioni di funzionamento, se non cambia l'energia ceduta.

Esempio con macchina operatrice per trasferimento di liquido: ΔE = g H₁ + ΔP = g H₂

Le macchine dinamiche o volumetriche ci permetteranno di determinare quale delle due è adatta al nostro utilizzo. Esistono due tipologie di macchine: dinamiche e volumetriche.

Nella macchina dinamica, come con una pompa centrifuga, l'acqua entra continuamente e il fluido muove la macchina cedendo energia al fluido in modo diretto, energia che viene sfruttata per sollevare.

Nella macchina volumetrica, allo scarico c'è la messa in pressione del recipiente; per ottenere acqua, prendiamo il recipiente e lo pressurizziamo.

Non considerando le perdite, il lavoro dipende dalle condizioni dell'ambiente, e la portata è costante, mentre il lavoro fornito è minore.

Tutto ciò vale anche per le macchine motrici.

Componenti delle macchine

Macchine dinamiche hanno giranti - organi mobili che ruotano attorno a un asse di rotazione con flusso radiale o assiale.

Macchine volumetriche dispongono di organi mobili che si muovono con moto rettilineo alterno o rotatorio.

Tipologie di macchine in base al fluido

• Macchina termica: Fluido comprimibile.
• Macchina idraulica: Fluido incomprimibile.

I liquidi sono incomprimibili e la macchina è attraversata da flusso a bassa densità e modalità di scambio energetico, con forza diversa rispetto a macchine attraversate da flusso ad alta densità.

In particolare nelle macchine dinamiche: Macchine dinamiche applicate con portata elevata e sotto basso, mentre le macchine volumetriche hanno volume portata ma effetto di pressione elevato.

Macchine a fluido

Una macchina a fluido è un apparato che, tramite organi fissi e mobili, converte energia primaria in lavoro meccanico attraverso un fluido chiamato fluido operatore.

Classificazione delle macchine

1. Motrici: Il fluido, tramite il cambiamento del suo stato fisico, cede energia agli organi mobili della macchina.
   • Energia primaria → Lavoro meccanico (es. turbina a gas, motore endotermico alternativo, turbina idraulica)
2. Operatrici: La macchina dà energia al fluido facendo cambiare il suo stato fisico.
   • Lavoro meccanico → Energia primaria (es. compressori, pompe)

a) Termiche: Operano con fluidi comprimibili.

b) Idrauliche: Operano con fluidi incomprimibili.