Appunti di Macchine-T

ALTERNATIVI

• Conventional Engines
• Advanced Thermal Engines
• Mild Hybrid Propulsion (ICE plus small electric drive)

Sistema propulsore o motore termico, sistemi che possono sfruttare il recupero di energia elettrica per alcune operazioni (es. Start&Stop).

Es. Spegnimento: si aumenta la densità durante pezzo percorso che il motore utilizzerebbe normalmente.

Hybrid Propulsion

Strumento di miglioramento dell'efficienza del motore termico: la macchina, quando non riesce solo con il motore a ricostituire, permette così di essere distribuita energia motrice, come alcune su temi. Recupera tutta l'energia di calore, mentre la propulsione idrata alimenta il motore elettrico che assicura un sostegno in negativo.

Es. Eccesso: (funziona bene in città)

Electric Propulsion

Ausilio termine ricorsa della linea elettrica. Un gruppo di batterie appartamento caricato, alimenta il motore. Il problema è del futuro dei costi, condizioni di emissione e profili. Il motore termico non c'è più.

Downsizing:

Motori che sviluppano la stessa potenza con minore cilindrata (motore più leggero e rendimento migliorato)

Plug-in:

L'ibrido può essere ricaricato in garage di notte (tariffe più basse)

Non si possono accendere e spegnere gli impianti e fermare la produzione di energia elettrica (non immagazzinabile)

CLASSIFICAZIONE DELLE MACCHINE

Una macchina a fluido è una macchina che può presentare organi mobili dove scorre il fluido operatore, il quale può assumere le tipologie di energia e pressione.

Pertanto qui presentiamo una classificazione delle macchine in 3 gruppi che non sono però da considerarsi alternativi tra di loro, bensì ognuno sorgeggia in dettaglio sui:

1. Verso degli scambi di energia;
2. Caratteristiche funzionali delle macchine;
3. Caratteristiche del fluido operatore delle macchine.

VERSO DEGLI SCAMBI DI ENERGIA

1. A) Macchine motrici:
   • energia potenziale cede alle parti mobili della macchina e converte in lavoro meccanico;
   • fluido che cede lavoro meccanico alla macchina.
2. B) Macchine operatrici:
   • macchina che cede lavoro al fluido, il lavoro meccanico viene convertito in energia potenziale del fluido.

CARATTERISTICHE FUNZIONALI

2. A) Macchine dinamiche (loro organo mobile può solo ruotare):
   • a. FLUSSO CONTINUO
     • Può muoversi costantemente in ogni momento, senza interruzioni tra ingresso e uscita (portata in massa).
   • b. Scambio energetico fluido: organi mobili in funzione delle loro caratteristiche geometriche e aperture (esempio velocità di rotazione) lo scambio energetico è determinato da "fluido operatore" e giornale.
   • c. Flusso radiale o assiale del fluido operatore:
   1. Comba a seconda della posizione della macchina tra le richieste di energia e quelle di portata.
   2. A flusso radiale, in particolare le operatrici, riescono a ridurre le dimensioni dell'ingresso e dell'uscita piuttosto che la portata in massa.
   3. Se la macchina riesce a generare nuove sostanze, elaborare una grande quantità di fluido, la direzione del flusso sarà assiale.

questa esce alla stessa pressione con cui è entrata (allo stesso quota) senza incremento di energia (lavoro di trasferimento minimo necessario). Riattaccando il condotto, se la macchina non fa ciò che dovrebbe, la macchina aumenterà nelle condotte e portare l’acqua a 1atm.

Questo perché per il suo principio funzionale è indipendente dal fluido e se si somma che elettroni, non si preoccupa del tipo di fluido né delle volume fin di più, mettendo in gioco un lavoro di trasferimento, fornire un'energia che serve per mettere il liquido che riesce e compensare anche le variazioni di densità del fluido.

N.B.: Questo non vale per tutti i casi indistintamente.

MACCHINE DINAMICHE: INTRODUZIONE ALLO SCAMBIO ENERGETICO

MACCHINA MOTRICE

Sia l'energia potenziale geodetica entalpica da trasformare in lavoro meccanico a temperature e pressioni elevate. Questa energia è presente come energia di pressione che viene trasformata in energia cinetica assoluta nei condotti fissi (statore) ed in energia cinetica relativa nei condotti mobili (rotore), il lavoro meccanico si sviluppa mediante scambio alla grande del momento delle quantità di moto.

Il fluido deve possedere elevate componenti tangenziali in ingresso alla girante e le dovrà annullare in uscita dalla girante.

N.B.: Tutte le componenti di velocità, assolute e relative, si discorso in 2 componenti:

• Assiale/radiale a seconda del flusso della macchina
• Tangenziale

aula velocità periferica della girante, indicando lo scambio energetico

teorico (per unità di massa) a disposizione che sarà (per un compressore

centrifugo con uscita assiale uscita radiale): Δho=ψ

dove con Top indica la componente tangenziale al disco della velocità di

uscita, con Up la velocità periferica della girante e con c un coefficiente η

apparto tra le due velocità (tipicamente circa 0,9)

ho=ψu

hp), a causa delle perdite di attrito dovute al passaggio dell'aria tra i

componenti del compressore, dovrà essere tenuto in giacono maggiore di questo

ideale, ed introducendo un parametro φ (circa 1,035) lo scambio

energetico nel compressore sarà: Δho

(3=ψ

Il rapporto di compressore può essere espresso considerando la trasformazione come

adiabatica (dal momento che la rapidità del passaggio dell'aria nel compressore

risulta trascurabile gli scambi termici con l'esterno. Introducendo il rendimento

adiabtico η, il rapporto di compressore può essere espresso come:

(3= rapporto dei calori specifici a p=coste n γ=cost

pac ingresso uscita eccentrestra ai risborgo il ingresso

Maggiore è la velocità di rotazione della girante e più alto sarà il rapporto di

compressione ottenibile

DIFFUSORE

Floria insicità da una girante possiede un'elevata energia cinetica che doure esse

approminament continent in un aumento di pressione torica: la diffusore in un'inilias

Sobstanco può esse ottuista realizzando un condotto divergente. Ma la voisi,

gernie che permette di avere condotti continui in minori perdere è la questio introdai 1°

padrdi f ilussa incontra tipo il testetto in gradiente di pressione continuo, quindi

se l'angolo fosse troppo elevato, piuoscrebbo il distacco della stua in prossima ioni

delle pareti con formazione di ristini e perdita di pressione stata con aumento

di temperatura se invece l'angolo fosse tampo piccolo si otterebbe un aumento del

lunghezza del condotto con aumento di peso e perdiota di pressione totale

All'uscita del diffusore il flusso può essere raccolto da un unico collettore o relaisle

Quando il flusso attraversa le valvole, esse causano una perdita di carico nel

Per questo motivo in entrata la pressione dei gas nel cilindro quando si apre la

valvola di mandata è più alta di quella di mandata

Analogamente, la pressione che si ha quando si apre la valvola di aspirazione

è in realtà inferiore a quella di aspirazione

Inoltre, occorre tenere presente l'inerzia delle valvole: il ritardo nell'apertura delle

valvole di aspirazione provoca un picco di depressione in prossimità dell'apertura

della stessa valvola, mentre il ritardo nell'apertura delle valvole di mandata

produce un picco di sovrapressione in prossimità della stessa condotta.

Per queste ragioni principali il ciclo reale richiede un lavoro del motore superiore

rispetto al caso ideale a parità di massa d'aria aspirata

N.B.: PMI = punto morto inferiore

PMS = punto morto superiore

Compressore a lobi

Due rotori opportunamente sagomati ed assi paralleli, ruotano in sincronia, in senso opposto

creando camere progressive dalla bocca di aspirazione a quella di mandata.

I rotori sono quasi sempre a due lobi ma esistono anche modelli con numero diverso

di lobi, normalmente 2 o 3, configurazione che consente la riduzione dell'ingombro

radiale, migliorando il rumore sonorico. Consentono rapporti di compressione di 1:

Si costruisce assai semplice, senza parti di sfregamento, sono macchine robuste e assai

Compressori a palette e ad anello liquido

Pur di forma molto diversa, sfruttano lo stesso principio costruttivo: un rotore di forma

(generalmente) circolare ruota all'interno di una cavità. Anch'essa a sezione circolare,

avente asse parallelo a quello del rotore ma disassato. Si creano così camere a

volume variabile, massimo nel lato di riflessione e minimo nel lato mandata, attraverso

cui la compressione dei gas. Il rapporto tra asse del rotore e asse cavità é normalmente /,,

dato che le un sono rispettivamente i volumi della camera tra aspirazione e lato

mandata