Ingegneria Energetica

Le turbomacchine trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni in campo industriale, negli impianti di conversione dell’energia, nei sistemi per la transizione energetica e nell’ambito della propulsione terrestre, navale ed aerospaziale.
L’obiettivo dell'insegnamento è di fornire gli strumenti e le nozioni per una approfondita comprensione del funzionamento delle turbomacchine con particolare riferimento alle turbine a gas sia industriali che aeronautiche.
Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica (B410):
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
Lo studente acquisirà una solida base di conoscenze riguardanti gli strumenti per la modellazione dei sistemi energetici, meccanici e propulsivi, essenziali per il supporto all'analisi e alla progettazione di componenti complessi (CC06B410). Tale preparazione è integrata dallo studio della fluidodinamica applicata e delle macchine, che permette di padroneggiare i principi di progettazione dei sistemi di conversione dell'energia e propulsivi (CC08B410). Inoltre, verranno forniti approfondimenti in termodinamica applicata e sostenibilità ambientale, focalizzandosi sulle metodologie per individuare le inefficienze termodinamiche degli impianti (CC14B410).
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
L’attività formativa mira a sviluppare la capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici e propulsivi, affrontando i problemi alla base dell'ingegneria industriale ed energetica (CA06B410). Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze termo-fluidodinamiche e macchinistiche per risolvere problemi di termodinamica e fluidodinamica applicata (CA03B410). Tali abilità permetteranno di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base (CA04B410)
Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica (B412)
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
L’attività formativa è finalizzata a fornire una conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, rendendo i laureati capaci di identificare, formulare e risolvere problemi complessi o interdisciplinari in modo innovativo (CC01B412). Gli studenti approfondiranno il settore delle macchine e dei sistemi per la produzione e trasformazione dell'energia, con attenzione alla sostenibilità ambientale (CC11B412). La preparazione include la padronanza degli strumenti per la modellazione dei sistemi meccanici e propulsivi, fondamentali per il supporto all'analisi e alla progettazione di componenti (CC06B412), nonché le basi della fluidodinamica applicata e delle macchine (CC08B412)
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente matura la capacità di identificare problemi e formulare soluzioni per impostare la progettazione preliminare e la verifica di moduli di turbomacchine (CA03B412). Tale competenza permette di analizzare, ottimizzare e innovare apparati e sistemi meccanici, aggiornando i metodi di progettazione in linea con il progresso tecnologico (CA2B412). Il modulo abilita inoltre alla progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, gestendo il processo fino dalle fasi iniziali (CA04B412). Fondamentale è la capacità di valutare criticamente dati e risultati, traendo conclusioni consapevoli del grado di incertezza (CA08B412) e la capacità di realizzare progetti ingegneristici collaborando in team (CA4B412).
Competenze trasversali:
La didattica promuove l'apprendimento basato su progetti e problemi (AP03), sollecitando la capacità di apprendere attraverso la risoluzione di problemi reali. Viene incentivata la capacità di lavorare in gruppo in modalità coordinata, tenendo conto delle implicazioni interdisciplinari del contesto ingegneristico (AG03). Lo studente svilupperà inoltre un'autonomia nel rispetto di impegni e tempi, imparando a gestire le risorse disponibili e a prioritizzare le attività in base alla loro importanza (AG04). Infine, verrà sviluppata la capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni e risultati tramite rapporti scritti e presentazioni verbali (AC02), avvalendosi di efficaci strumenti di rappresentazione e comunicazione grafica, come schemi, grafici e tabelle (AC03)

MODULO: AERODINAMICA DELLE TURBOMACCHINE (6 CFU)
Meccanismi di perdita nelle turbomacchine.
Progettazione preliminare delle turbomacchine.
Compressori assiali e centrifughi.
Turbine assiali.
Pompe centrifughe.

La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di tre esercitazioni pratiche basate sulla risoluzione di problemi reali, seguendo una metodologia di apprendimento basato su progetti e problemi (AP03). Le attività, svolte in piccoli gruppi (max 5 studenti) per incentivare la capacità di lavorare in modo coordinato (AG03), richiedono allo studente un'adeguata autonomia nel rispetto di impegni e tempi per garantire la consegna degli elaborati entro le scadenze prefissate (AG04). I risultati devono essere esposti attraverso una relazione scritta e un colloquio orale che dimostrino la capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni e analisi (AC02), avvalendosi di efficaci strumenti di rappresentazione e comunicazione grafica come schemi e tabelle (AC03).
Attraverso le esercitazioni e la prova orale, costituita da una o due domande, volte a verificare la comprensione e la preparazione degli argomenti dell'insegnamento da parte dello studente, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una solida padronanza degli strumenti per la modellazione dei sistemi meccanici e propulsivi (CC06B410 / CC06B412), dei principi della fluidodinamica applicata e delle macchine (CC08B410 /CC08B412).
Per l'indirizzo energetico, gli approfondimenti su termodinamica applicata e sostenibilità ambientale (CC14B410), mentre per quello meccanico, la conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici per la risoluzione di problemi complessi (CC01B412) e dei sistemi per la trasformazione dell'energia (CC11B412).
Sotto il profilo delle competenze applicative, verrà verificata la capacità di applicare le conoscenze termo-fluidodinamiche per risolvere problemi di fluidodinamica (CA03B410 / CA03B412), l'abilità nel realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti (CA04B410 / CA04B412).
Nello specifico, per lo studente energetico, la capacità di analisi e modellazione di sistemi energetici e propulsivi (CA06B410); per lo studente meccanico, la capacità di valutare criticamente dati e risultati (CA08B412), di ottimizzare e innovare apparati meccanici (CA2B412) e di realizzare progetti collaborando in un gruppo (CA4B412).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Dispense dell’insegnamento disponibili tramite piattaforma MOODLE

(CC1) La conoscenza dei principi matematici e la comprensione del ruolo delle scienze matematiche come strumento di analisi e risoluzione di problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale ed in particolare dell'ingegneria meccanica. La conoscenza dei principi dell’informatica e dell’approccio algoritmico e numerico ai problemi.
(CA1) La capacità di applicare metodi matematici – con particolare riferimento ai problemi differenziali, all'algebra lineare per problemi di grandi dimensioni, alla risoluzione di sistemi non lineari di grandi dimensioni - per modellare, analizzare e risolvere problemi di tipo ingegneristico, anche con l’ausilio di strumenti informatici.
(CT3) Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
(CT7) Rispettare impegni e tempi

Metodi diretti per sistemi lineari di grandi dimensioni. Metodi iterativi per sistemi di equazioni non lineari.
Metodi numerici per il problema di Cauchy. Metodi numerici per problemi ai limiti. Metodi numerici per equazioni alle derivate parziali.

(CC1, CA1) La verifica dell'apprendimento sarà svolta con una prova orale in cui saranno discussi e approfonditi metodi numerici oggetto del corso
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

A. Quarteroni, R. Sacco, F. Saleri, Matematica numerica, Springer–Verlag.
A. Quarteroni, Modellistica Numerica per problemi differenziali, Springer
J. Epperson, Introduzione all'analisi numerica,Teoria, metodi, algoritmi, Mc-Graw Hill.
G. D. Smith, Numerical solution of partial differential equations: Finite difference methods, Clarendon Press, Oxford
T. Davis, Direct Methods for Sparse Linear Systems, SIAM

CA01: La capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche per lo sviluppo di modelli di sistemi complessi.
CA02: La capacità di realizzare progetti ingegneristici, lavorando in un ambiente multidisciplinare.
CA04: La capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base fino all’implementazione.
CA06: La capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all’ingegneria meccanica ed energetica.
CA08: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA09: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA11: La capacità di identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, definendo le specifiche, vincoli tecnici, sociali, ambientali e commerciali.
CA13: La capacità di identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, in particolare energetica.
CC01: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria energetica ed elettrica, per l’identificazione, la formulazione e la risoluzione di problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC02: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC03: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria energetica.
CC04: La conoscenza dei metodi per ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi.
CC06: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti.
CC07: La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
AG01: La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali.
AG02: La Capacità di valutare diverse opzioni o soluzioni ad un problema e di prendere decisioni informate sui propri progetti anche sulla base delle norme tecniche di riferimento.
AG03: La capacità di lavorare in gruppo in modalità coordinata, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l'ambito applicativo.
AG04: Autonomia nel rispetto di impegni e tempi, con riferimento alla capacità di allocare il tempo e le risorse disponibili per rispettare le scadenze, di valutare correttamente le proprie capacità e risorse per garantire che gli impegni siano realistici e raggiungibili e di prioritizzare le attività in base alla loro importanza e alle scadenze.
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze.
AC01: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali.
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle).
AP01: La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento.
AP02: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.).
AP03: Apprendimento Basato su Progetti e Problemi (Problem Based Learning PBL): capacità di apprendere attraverso metodi didattici basati su progetti e risoluzione di problemi reali.

1) Richiami di Meccanica delle Vibrazioni
2) Vibrazioni laterali: risposta libera
3) Vibrazioni laterali: risposta forzata
4) Vibrazioni torsionali
5) Vibrazioni assiali
6) Modelli 3D di rotori flessibili
7) Bilanciamento
9) Norme API
10) Seminari Nuovo Pignone
11) Visita ai Laboratori Nuovo Pignone

La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di una prova orale (CA01, CA02, CA04, CA06, CA08, CA09, CA11, CA13, CC01, CC02, CC03, CC04, CC06, CC07). L'esame orale verterà sui vari argomenti spiegati a lezione.
--------------
Per il superamento dell'esame è necessaria una buona conoscenza degli argomenti trattati durante il corso (CA01, CA02, CA04, CA06, CA08, CA09, CA11, CA13, CC01, CC02, CC03, CC04, CC06, CC07). Lo studente deve inoltre dimostrare di aver acquisito un'adeguata conoscenza degli strumenti per la modellazione a disposizione del progettista (CA01, CA02, CA04, CA06, CA08, CA09, CA11, CA13, CC01, CC02, CC03, CC04, CC06, CC07).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

BIBLIOGRAFIA
-Dynamics of Rotating Machines, Michael I. Friswell and John E. T. Penny, Cambridge Aerospace Series, 2010.
-Rotating machinery vibration, M. L. Adams, Marcel Dekker Ed., 2001.
-Dara W. Childs, Turbomachinery Rotordynamics with Case Studies, Mintel Spring Ed., 2013.
-Agnieszka Muszynska, Rotordynamics, CRC Press, 2005.
-Michel Lalanne and Guy Ferraris, Rotordynamics Prediction in Engineering, Wiley, 1998.
-Giancarlo Genta. Dynamics of Rotating Systems, Springer, 2005.
-http://www.api.org/
-Giancarlo Genta, Vibration Dynamics and Control, Springer, 2009.
-D. J. Ewans, Modal testing, Research Studies Press, 2000.
-C. M. Harris, Shock and Vibration Handbook, Mc Graw-Hill, 2009.
-Bolzern, Scattolini e Schiavoni, Fondamenti di controlli automatici, Mc Graw-Hill Italia, 2008.

• G. Marro, Controlli automatici, Zanichelli, 2004.
  -Joel L. Schiff, The Laplace Transform: Theory and Applications, Springer-Verlag, 2013.
  -J. F. James, A Student's Guide to Fourier Transforms: With Applications in Physics and Engineering Cambridge University Press, 2011.
  -Eric W. Hansen, Fourier Transforms: Principles and Applications, John Wiley & Sons, 2014.
  -Hassan K. Khalil , Nonlinear Systems, Prentice Hall, 2002.
  -B. J. Hamrock, Fundamentals of fluid film lubrication, Mc Graw Hill, 2012.
  -E. Meli, Dispense del corso di Meccanica Applicata: teoria della lubrificazione, 2012.
  -L. Sciavicco, B. Siciliano, Robotica industriale, Mc Graw Hill, 2008.
  -F. Cheli, E. Pennestrì, Cinematica e dinamica dei sistemi multibody, Casa Editrice Ambrosiana, 2010.
  -E. Pennestrì, Meccanica applicata alle macchine, Casa Editrice Ambrosiana, 2010.
  -E. Meli, Dispense del corso di Meccanica Applicata: richiami di dinamica, 2012.
  -G. Dhatt, G. Touzot, The finite element method displayed, Wiley & Sons, 1985.
  -G. Dhatt, G. Touzot, The finite element method, Wiley & Sons, 2012.
  -O. C. Zienkiewicz, The finite element method, Butterwoth & Heinemann, 2000.

CA02: La capacità di realizzare progetti ingegneristici, lavorando in un ambiente multidisciplinare.
CA06: La capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all’ingegneria meccanica ed energetica.
CA07: La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, anche attraverso l’uso di modelli teorici, conoscendone i limiti e le potenzialità.
CA08: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA09: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CC06: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti.
CC07: La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
AG01: La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali.
AG02: La Capacità di valutare diverse opzioni o soluzioni ad un problema e di prendere decisioni informate sui propri progetti anche sulla base delle norme tecniche di riferimento.
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze.
AC01: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali.
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle).
AP01: La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento.
CA02: La capacità di realizzare progetti ingegneristici, lavorando in un ambiente multidisciplinare.
CA06: La capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all’ingegneria meccanica ed energetica.
CA07: La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, anche attraverso l’uso di modelli teorici, conoscendone i limiti e le potenzialità.
CA08: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA09: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CC06: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti.
CC07: La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
AG01: La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali.
AG02: La Capacità di valutare diverse opzioni o soluzioni ad un problema e di prendere decisioni informate sui propri progetti anche sulla base delle norme tecniche di riferimento.
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze.
AC01: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali.
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle).
AP01: La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento.

Fondamenti di analisi armonica. Problematiche della conversione A/D Studio di sistemi lineari SDOF e MDOF a parametri concentrati tempoinvarianti. Isolamento ed efficacia delle sospensioni. Metodo degli elementi finiti. Tecniche di riduzione. Elementi di vibrazioni nei sistemi non lineari.

L'esame orale mira a verificare almeno l'acquisizione di CA06, CA08 e CC06 e CC7 a livello buono, e di CA02, CA07 e CA09 a livello almeno sufficiente. Più nel dettaglio: 1) La valutazione dello studente prevede un esame orale in cui vengono proposte, in generale, n.3 domande sull'intero programma del Corso. 2) Lo studente dovrà dimostrare una conoscenza almeno di base degli argomenti trattati nel corso. Deve essere in grado di dimostrare di avere un minimo di consapevolezza riguardo al comportamento dinamico libero e forzato dei sistemi meccanici. Durante l’esame orale, verranno testate e valutate, oltre alle competenze specifiche, anche le abilità comunicative, l'autonomia di giudizio e la capacità di apprendimento di cui al punto "Obiettivi Formativi".
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Testi consigliati (non obbligatori): E. Funaioli ed altri, "Meccanica applicata alle macchine", vol. II, Ed. Patron Bologna D.J. Ewins, "Modal Testing - Theory, Practice and Application", Second Edition, Research Studies Press LTD. G. Genta, "Vibration of Structures and Machines - Practical Aspects", Second Edition, Springer-Verlag Cyril M. Harris, "Shock and Vibration Handbook", Fourth Edition, Mc.GRAW-HILL Balakumar Balachandran, Edward B. Magrab, "Vibrations - 3rd Edition", Cambridge University Press Dispense fornite dal docente reperibili presso la sezione e-learning dell'Università di Firenze (http://e-l.unifi.it/) Controlla la bibliografia su onesearch (https://onesearch.unifi.it/). Per aiuto contatta la tua biblioteca

Il corso si propone di fornire gli elementi di base per la comprensione delle moderne tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) con particolare riferimento alle applicazioni di tipo industriale.
Per il Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (B071) vale:
CC2: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base ed essere capaci di utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC3: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica
CA3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni.
CA8: La capacità di interpretare in maniera appropriata i risultati dei test sperimentali, dei calcoli di verifica, nonché dei processi di simulazione teorica complessa, tramite l’uso del calcolatore, dando applicazione alle basi, sperimentali, modellistiche, matematiche ed informatiche acquisite.
CA9: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA12: La capacità adeguata di comprensione delle fonti in lingua inglese.
CA15: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, etc. etc.)
CT7: Rispettare impegni e tempi
Per il Corso di Laurea in Ingegneria Energetica (B068) vale:
CA2: Capacità di applicare la propria conoscenza in campo termofluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico
CC2: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti. La comprensione dell’organizzazione dell’informazione in basi di dati e della progettazione informatica a supporto dei processi
CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)
CT7: Rispettare impegni e tempi

Il corso si propone di fornire gli elementi di base per la comprensione delle moderne tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) con particolare riferimento metodologie specifiche per la conduzione di simulazioni di tipo multifisico Per il Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (B071) vale: CC2: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base ed essere capaci di utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. CC3: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica CA3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni. CA8: La capacità di interpretare in maniera appropriata i risultati dei test sperimentali, dei calcoli di verifica, nonché dei processi di simulazione teorica complessa, tramite l’uso del calcolatore, dando applicazione alle basi, sperimentali, modellistiche, matematiche ed informatiche acquisite. CA9: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette. CA12: La capacità adeguata di comprensione delle fonti in lingua inglese. CA15: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca. CT2: Lavoro in gruppo in modalità coordinata CT3: Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni CT4: Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle) CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, etc. etc.) CT7: Rispettare impegni e tempi CT8: Comunicazioni attraverso presentazioni e siti web Per il Corso di Laurea in Ingegneria Energetica (B068) vale: CA2: Capacità di applicare la propria conoscenza in campo termofluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico CA4: Realizzare la progettazione termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base (0D) fino all’implementazione CFD CC2: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti. La comprensione dell’organizzazione dell’informazione in basi di dati e della progettazione informatica a supporto dei processi CC5: Fluidodinamica applicata e macchine: componenti di macchine e sistemi di conversione dell’energia, propulsivi e principi di progettazione: dall’approccio 0D base alla CFD per la progettazione avanzata (ottimizzazione). CT2: Lavoro in gruppo in modalità coordinata CT3: Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni CT4: Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle) CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.) CT7: Rispettare impegni e tempi CT8: Comunicazione attraverso presentazioni e sistemi Web

Equazioni di Navier-Stokes
Griglie strutturate
Discretizzazione ai volumi finiti
Discretizzazione temporale, Algoritmi di soluzione di tipo esplicito, Algoritmi di soluzione di tipo implicito,
Boundary conditions e termini sorgenti,
Discretizzazione termini convettivi
Discretizzazione su griglie non strutturate
Algoritmi di soluzione per flussi incomprimibili o a basso Mach.
Modellistica della turbolenza: Modelli Eddy-Viscosity, Trattamento a parete
Large Eddy Simulation: SGS closures
Cenni al calcolo parallelo.
Best practice per modellazione CFD e reportistica risultati

Large Eddy Simulation: Hybrid RANS-LES Soluzione di reti fluide 1D Elementi di base modelli di combustione turbolenta Elementi di base modellazione flussi bifasici Cenni ai problemi generali nella modellazione di problemi multiscala e multifisici Scambio termico coniugato Interazione fluido struttura - Aeroelasticità Lezioni pratiche sull’utilizzo del codice Ansys Fluent e dell’ambiente Ansys Workbench Lezioni pratiche sull’utilizzo del codice OpenFOAM

La valutazione dello studente prevede una verifica orale nella quale vengono poste una o piu' domande al fine di valutare la preparazione dello studente e la sua comprensione degli argomenti trattati durante il corso.
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito un'adeguata conoscenza dei metodi numerici per la modellazione fluidodinamica a disposizione del progettista (ENM-cc2, ENM-cc5) per impostare analisi adeguate al fine di ottenere risultati allo stato dell'arte della simulazione fluidodinamica e ricavarne informazioni al fine di risolvere problemi di progettazione di interesse industriale (ENM-ca2, ENM-ca4).

La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di un'esercitazione della quale si richiede di presentare l'elaborato al momento dell'esame. Le esercitazioni richiedono lo svolgimento di analisi tramite codici CFD su casi test disponibili in letteratura (CT6), vengono svolte in un gruppo di studenti in modo da favorire il lavoro coordinato (CT2) e devono essere presentate all'atto della prova orale (CT7) in forma di relazione scritta che riporta una discussione critica dei risultati ottenuti in forma numerica e grafica (CT3, CT4, CT8). Lo studente deve dimostrare di aver acquisito un'adeguata conoscenza dei metodi numerici per la modellazione fluidodinamica a disposizione del progettista (ENM-cc2, ENM-cc5) per impostare analisi adeguate al fine di ottenere risultati allo stato dell'arte della simulazione fluidodinamica e ricavarne informazioni al fine di risolvere problemi di progettazione di interesse industriale (ENM-ca2, ENM-ca4).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Il corso si propone di fornire gli elementi di base per la comprensione delle moderne tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) con particolare riferimento alle applicazioni di tipo industriale.
Per il Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (B071) vale:
CC2: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base ed essere capaci di utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC3: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica
CA3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni.
CA8: La capacità di interpretare in maniera appropriata i risultati dei test sperimentali, dei calcoli di verifica, nonché dei processi di simulazione teorica complessa, tramite l’uso del calcolatore, dando applicazione alle basi, sperimentali, modellistiche, matematiche ed informatiche acquisite.
CA9: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA12: La capacità adeguata di comprensione delle fonti in lingua inglese.
CA15: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, etc. etc.)
CT7: Rispettare impegni e tempi
Per il Corso di Laurea in Ingegneria Energetica (B068) vale:
CA2: Capacità di applicare la propria conoscenza in campo termofluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico
CC2: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti. La comprensione dell’organizzazione dell’informazione in basi di dati e della progettazione informatica a supporto dei processi
CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)
CT7: Rispettare impegni e tempi

Equazioni di Navier-Stokes
Griglie strutturate
Discretizzazione ai volumi finiti
Discretizzazione temporale, Algoritmi di soluzione di tipo esplicito, Algoritmi di soluzione di tipo implicito,
Boundary conditions e termini sorgenti,
Discretizzazione termini convettivi
Discretizzazione su griglie non strutturate
Algoritmi di soluzione per flussi incomprimibili o a basso Mach.
Modellistica della turbolenza: Modelli Eddy-Viscosity, Trattamento a parete
Large Eddy Simulation: SGS closures
Cenni al calcolo parallelo.
Best practice per modellazione CFD e reportistica risultati

La valutazione dello studente prevede una verifica orale nella quale vengono poste una o piu' domande al fine di valutare la preparazione dello studente e la sua comprensione degli argomenti trattati durante il corso.
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito un'adeguata conoscenza dei metodi numerici per la modellazione fluidodinamica a disposizione del progettista (ENM-cc2, ENM-cc5) per impostare analisi adeguate al fine di ottenere risultati allo stato dell'arte della simulazione fluidodinamica e ricavarne informazioni al fine di risolvere problemi di progettazione di interesse industriale (ENM-ca2, ENM-ca4).

L’insegnamento Gestione Industriale dell’Energia si propone di fornire agli studenti della Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica una preparazione avanzata e multidisciplinare per comprendere, analizzare e gestire i sistemi energetici in ambito industriale, integrando aspetti tecnici, economici, gestionali e normativi. Il corso sviluppa conoscenze e competenze allineate ai descrittori di Dublino, con particolare attenzione ai processi di ottimizzazione energetica e di transizione verso sistemi più efficienti e sostenibili.
Conoscenza e capacità di comprensione (CC)
Lo studente acquisirà una conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici che caratterizzano i sistemi energetici complessi (CC01@ENM), comprendendo i fenomeni termodinamici, termo-fluidodinamici, termo-chimici ed elettrici che regolano il funzionamento degli impianti industriali (CC13@ENM, CC16@ENM). Saranno introdotti gli strumenti e i metodi avanzati per la modellazione, la simulazione e la progettazione di componenti e sistemi energetici (CC03@ENM, CC06@ENM, CC04@RAM, CC05@MEL, CC07@ENM), insieme ai criteri per l’analisi dei processi industriali e delle loro prestazioni energetiche e ambientali.
Parallelamente, lo studente svilupperà una comprensione sistemica del contesto della transizione energetica, delle relative implicazioni normative, tecnologiche e metodologiche (CC09@ENM, CC01@RAM), nonché dei metodi per ideare, pianificare e gestire sistemi e servizi complessi e innovativi (CC04@ENM). Il corso fornirà inoltre basi metodologiche per la conduzione di attività sperimentali e di diagnostica energetica anche in contesti industriali articolati (CC05@ENM, CC14@RAM).
Capacità di applicare conoscenza e comprensione (CA)
Al termine del corso, lo studente sarà capace di applicare tali conoscenze per modellare e interpretare il comportamento di sistemi energetici complessi (CA01@ENM, CA01@RAM) e per analizzare componenti e impianti con strumenti di modellazione termo-economica, simulazione numerica e valutazione prestazionale (CA06@ENM, CA07@ENM). Avrà competenze per condurre esperimenti e utilizzare strumentazione avanzata per il monitoraggio energetico (CA05@ENM, CA02@RAM, CA03@RAM, CA07@MEL), valutando criticamente i risultati e le incertezze a essi associate (CA08@ENM).
Sarà inoltre in grado di progettare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica e impianti industriali complessi, integrando aspetti tecnici, economici e ambientali (CA14@ENM, CA02@RAM, CA03@MEL), e di affrontare problemi tipici dell’ingegneria industriale ed energetica, identificandone vincoli, soluzioni e opportunità (CA13@ENM, CA11@ENM, CA07@RAM, CA06@MEL). L’insegnamento permette anche di valutare l’integrazione di tecnologie rinnovabili e sistemi energetici innovativi in ottica di sostenibilità e competitività (CA12@ENM, CA02@RAM, CA05@RAM, CA03@MEL) e di esaminare processi, tecnologie e impianti considerando le loro implicazioni economiche e gestionali (CA10@ENM).
Le competenze acquisite forniscono una base solida per eventuali percorsi di formazione avanzata o di ricerca (CA09@ENM).
Autonomia di giudizio (AG)
Lo studente svilupperà la capacità di analizzare in modo autonomo dati, indicatori e informazioni provenienti da impianti e processi industriali, formulando valutazioni oggettive e coerenti (AG01@ENM, AG05@RAM, AG01@MEL, ). Sarà in grado di confrontare soluzioni tecniche alternative e prendere decisioni informate sulla base delle norme tecniche, dei vincoli progettuali e dei principi di efficienza e sostenibilità (AG02@ENM, AG04@RAM, AG02@MEL).
Verrà favorita l’autonomia nell’organizzazione delle attività, nella gestione di tempi e risorse, e nella capacità di pianificare interventi di miglioramento energetico (AG04@ENM, AG04@MEL), così come la consapevolezza del bisogno di aggiornare costantemente le proprie competenze (AG05@ENM, AG05@MEL).
Abilità comunicative (AC)
Il corso favorisce la capacità di comunicare in modo chiaro ed efficace problemi, analisi e soluzioni energetiche sia a interlocutori specialisti che non specialisti (AC01@ENM, AC03@RAM, AC01@MEL), sviluppando competenze nella redazione di report tecnici di energy management e nella presentazione di scenari energetici (AC02@ENM, AC03@RAM, AC02@MEL).
Particolare attenzione è posta all’uso di grafici, schemi, indicatori e rappresentazioni quantitative per descrivere prestazioni e interventi (AC03@ENM, AC03@MEL), e alla consapevolezza delle implicazioni etiche e ambientali delle decisioni ingegneristiche (AC04@ENM, AC01@RAM).
Capacità di apprendimento (AP)
Infine, il corso rafforza la capacità dello studente di aggiornarsi autonomamente sui progressi tecnologici, normativi e metodologici nel settore energetico (AP01@ENM, AP01@RAM, AP01@MEL), di svolgere ricerche bibliografiche e tecniche utilizzando le principali banche dati e fonti scientifiche (AP02@ENM, AP04@RAM, AP02@MEL) e di apprendere attraverso problemi reali e attività progettuali, tipiche dell’approccio del Problem Based Learning (AP03@ENM, AP02@RAM, AP03@RAM, AP03@MEL).

Panorama energetico
Fabbisogno energetico. Andamento storico. Accenno alle principali macchine di generazione di Energia. Diagramma di carico della rete nazionale.
Analisi Economica

• Accenni all'analisi Economica.
  o Tasso di interesse e anni di investimento
  o Investimento e Flusso di Cassa
  o CAPEX e OPEX
  o Meccanismi di capitalizzazione
  o VAN (Valore Attuale Netto), TIR (Tasso Interno di Rendimento), TRA (Tempo di ritorno Attualizzato) e altri parametri di valutazione
  o Legame fra VAN e rendimenti di un impianto
  o TAN e TAEG
  Componenti di impianti industriali (components)
• Pompe.
  o Descrizione.
  o Curve caratteristiche.
  o Curve caratteristiche al variare del numero di giri.
  o Punto di funzionamento.
  o Calcolo (esempio) del punto di funzionamento di una pompa
  o Pompe in Serie e Parallelo e punto di funzionamento.
  o Sistema di regolazione delle pompe.
  o Cavitazione.
• Caldaie a tubi di fumo.
  o Descrizione delle caldaie.
  o Caldaie a Turbi di fumo.
  o Considerazioni termodinamiche di una caldaia a tubi di fumo.
  o Stima del rendimento di una caldaia.
  o Pericolosità delle Caldaie a tubi di fumo.
• Isolamento termico
  o Equazioni del calore di conduzione e convenzione
  o Equazione del calore per tubazioni (cilindri)
  o Raggio critico per isolamento in tubazioni
  o Spessore dell'isolante di massimo profitto. Sua formulazione e suoi andamenti
  Caratterizzazione e monitoraggio consumi energetici
• Monitoraggio dei consumi energetici
  o Legame fra energia e produzione.
  o Energy Drivers.
  o Tipici andamenti dell'energia rispetto alla produzione.
  o Tecnica del CUSUM
  o Definizione dei GradiGiorno.
  o Tipici andamenti dell'energia rispetto al clima
  o Indici di Consumo. Diagramma universale.
• Management dell'energia in una industria
  o Audit Energetico
  o Energy Manager (EM)
  o EGE
  o ESCO
  Mercati dell'energia
  Mercato Energia Elettrica.
  Mercato Gas Naturale.
  Reti di distribuzione del gas naturale
  LNG. Filieara. Sistemi di liquefazione e rigassificazione

Durante il corso sono previsti seminari tematici e/o visite tecniche presso stabilimenti industriali, il cui scopo è integrare la formazione con testimonianze professionali e casi applicativi. La presenza a tali attività viene registrata e contribuisce alla valutazione finale, poiché favorisce la capacità dello studente di contestualizzare le conoscenze teoriche in situazioni reali (CA10@ENM, CA12@ENM, AG01@ENM, AG04@ENM, CA02@RAM, CA05@RAM, CA03@MEL). I contenuti dei seminari non costituiscono materia d’esame, ma l’assenza non giustificata influenza il voto finale.
Esame finale
L’esame finale è volto ad accertare il raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti dal corso e si compone di:
1. Elaborato tecnico (solo studenti 9 CFU)
Agli studenti del corso da 9 CFU è richiesto lo svolgimento di un elaborato tecnico individuale o in coppia, concordato con il docente, riguardante l’analisi energetica di un impianto industriale.
L’elaborato consente di verificare:

• la capacità di applicare strumenti di modellazione, analisi prestazionale e valutazione tecnico-economica (CA01@ENM, CA06@ENM, CA07@ENM, CA10@ENM, CA13@ENM, CA14@ENM);
• la padronanza delle conoscenze ingegneristiche alla base dei sistemi energetici (CC01@ENM, CC03@ENM, CC06@ENM, CC07@ENM, CC13@ENM);
• la capacità di organizzare dati, argomentare risultati e formulare conclusioni coerenti (AG01@ENM, AG02@ENM);
• competenze comunicative nella redazione di report tecnici chiari e rigorosi (AC01@ENM, AC02@ENM, AC03@ENM);
• la capacità di condurre ricerche bibliografiche e approfondimenti autonomi (AP01@ENM, AP02@ENM).
  L’elaborato deve essere consegnato alcuni giorni prima dell’appello. È attribuito un voto che contribuisce alla valutazione finale e costituisce requisito per l’accesso alla prova orale.
  2. Prova orale
  La prova orale consiste in un colloquio tecnico volto a verificare:
• la conoscenza e comprensione dei contenuti centrali del corso, riguardanti sistemi energetici, modelli di conversione e processi industriali (CC01@ENM, CC09@ENM, CC13@ENM, CC16@ENM, CC01@RAM, CC04@RAM, CC05@MEL);
• la capacità di applicare tali conoscenze alla risoluzione di problemi ingegneristici, anche tramite brevi esercizi analoghi a quelli svolti in aula (CA01@ENM, CA05@ENM, CA06@ENM, CA07@ENM, CA13@ENM, CA14@ENM; CA01@RAM, CA02@RAM, CA03@RAM, CA02@RAM, CA07@MEL, CA04@MEL);
• la capacità dello studente di ragionare in autonomia, valutando criticamente soluzioni alternative e motivando le scelte tecniche (AG01@ENM, AG02@ENM; AG05@RAM, AG04@RAM; AG01@MEL, AG02@MEL);
• la chiarezza espositiva e la capacità di presentare correttamente concetti tecnici (AC01@ENM, AC02@ENM; AC03@RAM; AC01@MEL, AC02@MEL).
  Il colloquio comprende in genere due domande principali sugli argomenti trattati nelle lezioni ed esercitazioni.
  Determinazione del voto finale
  Il voto finale è attribuito sulla base di:
• prova orale (componente principale);
• valutazione dell’elaborato tecnico (per studenti 9 CFU);
• presenza e partecipazione ai seminari/visite, con eventuali aggiustamenti positivi o negativi.
  •
  Il voto finale riflette quindi non solo la preparazione teorica, ma anche le capacità applicative, comunicative e di giudizio autonome sviluppate durante il corso, in coerenza con i descrittori di Dublino (CC, CA, AG, AC, AP).
  Tabella docimologica di valutazione
  INSUFFICIENTE: Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
  18–22: Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
  23–25: Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
  26–28: Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
  29–30 e Lode: Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
  La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

1. Pietro Gabriele, Elena Giacone, Salvatore Mancò, "Dispense del corso di Gestione dei Sistemi Energetici", Politeko Edizioni (www.Politeko.it), 2008.
2. Flavio Beretta, Filippo De Carlo, Vito Introna, Daniele Saccardi; "Progettare e gestire l'efficienza energetica", McGrawHill, ISBN: 9788838667718, Pagine: 464, Pubblicazione: febbraio 2012.
3. Barney L. Capehart, Wayne C. Turner, William J. Kennedy; "Guide to Energy Management" FairMont Press ISBN 0-88173-425-X (ma non sono sicuro)
4. Steve Doty, Wayne C. Turner; "Energy Management Handbook", The Fairmont Press, Inc., 2009
5. Amlan Chakrabarti; "Energy Engineering and Management", PHI Learning Pvt. Ltd., 2011
6. Leslie C. Wilbur; "Handbook of Energy Systems Engineering" editor Wiley Interscience ISBN 0 471 86633 4
7. By Thomas E. Mull; "Practical Guide to Energy Management for Facilities Engineers and Plant Managers". ASME 2001 - ISBN-13: 978-0791801581
8. Albert Thumann; "Plant Engineers and Managers Guide to Energy Conservation" - Fairmont Press; 8th edition (August 2001) ISBN 978

L’insegnamento Gestione Industriale dell’Energia si propone di fornire agli studenti della Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica una preparazione avanzata e multidisciplinare per comprendere, analizzare e gestire i sistemi energetici in ambito industriale, integrando aspetti tecnici, economici, gestionali e normativi. Il corso sviluppa conoscenze e competenze allineate ai descrittori di Dublino, con particolare attenzione ai processi di ottimizzazione energetica e di transizione verso sistemi più efficienti e sostenibili.
Conoscenza e capacità di comprensione (CC)
Lo studente acquisirà una conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici che caratterizzano i sistemi energetici complessi (CC01@ENM), comprendendo i fenomeni termodinamici, termo-fluidodinamici, termo-chimici ed elettrici che regolano il funzionamento degli impianti industriali (CC13@ENM, CC16@ENM). Saranno introdotti gli strumenti e i metodi avanzati per la modellazione, la simulazione e la progettazione di componenti e sistemi energetici (CC03@ENM, CC06@ENM, CC04@RAM, CC05@MEL, CC07@ENM), insieme ai criteri per l’analisi dei processi industriali e delle loro prestazioni energetiche e ambientali.
Parallelamente, lo studente svilupperà una comprensione sistemica del contesto della transizione energetica, delle relative implicazioni normative, tecnologiche e metodologiche (CC09@ENM, CC01@RAM), nonché dei metodi per ideare, pianificare e gestire sistemi e servizi complessi e innovativi (CC04@ENM). Il corso fornirà inoltre basi metodologiche per la conduzione di attività sperimentali e di diagnostica energetica anche in contesti industriali articolati (CC05@ENM, CC14@RAM).
Capacità di applicare conoscenza e comprensione (CA)
Al termine del corso, lo studente sarà capace di applicare tali conoscenze per modellare e interpretare il comportamento di sistemi energetici complessi (CA01@ENM, CA01@RAM) e per analizzare componenti e impianti con strumenti di modellazione termo-economica, simulazione numerica e valutazione prestazionale (CA06@ENM, CA07@ENM). Avrà competenze per condurre esperimenti e utilizzare strumentazione avanzata per il monitoraggio energetico (CA05@ENM, CA02@RAM, CA03@RAM, CA07@MEL), valutando criticamente i risultati e le incertezze a essi associate (CA08@ENM).
Sarà inoltre in grado di progettare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica e impianti industriali complessi, integrando aspetti tecnici, economici e ambientali (CA14@ENM, CA02@RAM, CA03@MEL), e di affrontare problemi tipici dell’ingegneria industriale ed energetica, identificandone vincoli, soluzioni e opportunità (CA13@ENM, CA11@ENM, CA07@RAM, CA06@MEL). L’insegnamento permette anche di valutare l’integrazione di tecnologie rinnovabili e sistemi energetici innovativi in ottica di sostenibilità e competitività (CA12@ENM, CA02@RAM, CA05@RAM, CA03@MEL) e di esaminare processi, tecnologie e impianti considerando le loro implicazioni economiche e gestionali (CA10@ENM).
Le competenze acquisite forniscono una base solida per eventuali percorsi di formazione avanzata o di ricerca (CA09@ENM).
Autonomia di giudizio (AG)
Lo studente svilupperà la capacità di analizzare in modo autonomo dati, indicatori e informazioni provenienti da impianti e processi industriali, formulando valutazioni oggettive e coerenti (AG01@ENM, AG05@RAM, AG01@MEL, ). Sarà in grado di confrontare soluzioni tecniche alternative e prendere decisioni informate sulla base delle norme tecniche, dei vincoli progettuali e dei principi di efficienza e sostenibilità (AG02@ENM, AG04@RAM, AG02@MEL).
Verrà favorita l’autonomia nell’organizzazione delle attività, nella gestione di tempi e risorse, e nella capacità di pianificare interventi di miglioramento energetico (AG04@ENM, AG04@MEL), così come la consapevolezza del bisogno di aggiornare costantemente le proprie competenze (AG05@ENM, AG05@MEL).
Abilità comunicative (AC)
Il corso favorisce la capacità di comunicare in modo chiaro ed efficace problemi, analisi e soluzioni energetiche sia a interlocutori specialisti che non specialisti (AC01@ENM, AC03@RAM, AC01@MEL), sviluppando competenze nella redazione di report tecnici di energy management e nella presentazione di scenari energetici (AC02@ENM, AC03@RAM, AC02@MEL).
Particolare attenzione è posta all’uso di grafici, schemi, indicatori e rappresentazioni quantitative per descrivere prestazioni e interventi (AC03@ENM, AC03@MEL), e alla consapevolezza delle implicazioni etiche e ambientali delle decisioni ingegneristiche (AC04@ENM, AC01@RAM).
Capacità di apprendimento (AP)
Infine, il corso rafforza la capacità dello studente di aggiornarsi autonomamente sui progressi tecnologici, normativi e metodologici nel settore energetico (AP01@ENM, AP01@RAM, AP01@MEL), di svolgere ricerche bibliografiche e tecniche utilizzando le principali banche dati e fonti scientifiche (AP02@ENM, AP04@RAM, AP02@MEL) e di apprendere attraverso problemi reali e attività progettuali, tipiche dell’approccio del Problem Based Learning (AP03@ENM, AP02@RAM, AP03@RAM, AP03@MEL).

Panorama energetico
Fabbisogno energetico. Andamento storico. Accenno alle principali macchine di generazione di Energia. Diagramma di carico della rete nazionale.
Analisi Economica

• Accenni all'analisi Economica.
  o Tasso di interesse e anni di investimento
  o Investimento e Flusso di Cassa
  o CAPEX e OPEX
  o Meccanismi di capitalizzazione
  o VAN (Valore Attuale Netto), TIR (Tasso Interno di Rendimento), TRA (Tempo di ritorno Attualizzato) e altri parametri di valutazione
  o Legame fra VAN e rendimenti di un impianto
  o TAN e TAEG
  Componenti di impianti industriali (components)
• Pompe.
  o Descrizione.
  o Curve caratteristiche.
  o Curve caratteristiche al variare del numero di giri.
  o Punto di funzionamento.
  o Calcolo (esempio) del punto di funzionamento di una pompa
  o Pompe in Serie e Parallelo e punto di funzionamento.
  o Sistema di regolazione delle pompe.
  o Cavitazione.
• Caldaie a tubi di fumo.
  o Descrizione delle caldaie.
  o Caldaie a Turbi di fumo.
  o Considerazioni termodinamiche di una caldaia a tubi di fumo.
  o Stima del rendimento di una caldaia.
  o Pericolosità delle Caldaie a tubi di fumo.
• Isolamento termico
  o Equazioni del calore di conduzione e convenzione
  o Equazione del calore per tubazioni (cilindri)
  o Raggio critico per isolamento in tubazioni
  o Spessore dell'isolante di massimo profitto. Sua formulazione e suoi andamenti
  Caratterizzazione e monitoraggio consumi energetici
• Monitoraggio dei consumi energetici
  o Legame fra energia e produzione.
  o Energy Drivers.
  o Tipici andamenti dell'energia rispetto alla produzione.
  o Tecnica del CUSUM
  o Definizione dei GradiGiorno.
  o Tipici andamenti dell'energia rispetto al clima
  o Indici di Consumo. Diagramma universale.
• Management dell'energia in una industria
  o Audit Energetico
  o Energy Manager (EM)
  o EGE
  o ESCO
  Mercati dell'energia
  Mercato Energia Elettrica.
  Mercato Gas Naturale.
  Reti di distribuzione del gas naturale
  LNG. Filieara. Sistemi di liquefazione e rigassificazione

Durante il corso sono previsti seminari tematici e/o visite tecniche presso stabilimenti industriali, il cui scopo è integrare la formazione con testimonianze professionali e casi applicativi. La presenza a tali attività viene registrata e contribuisce alla valutazione finale, poiché favorisce la capacità dello studente di contestualizzare le conoscenze teoriche in situazioni reali (CA10@ENM, CA12@ENM, AG01@ENM, AG04@ENM, CA02@RAM, CA05@RAM, CA03@MEL). I contenuti dei seminari non costituiscono materia d’esame, ma l’assenza non giustificata influenza il voto finale.
Esame finale
L’esame finale è volto ad accertare il raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti dal corso e si compone di:
1. Elaborato tecnico (solo studenti 9 CFU)
Agli studenti del corso da 9 CFU è richiesto lo svolgimento di un elaborato tecnico individuale o in coppia, concordato con il docente, riguardante l’analisi energetica di un impianto industriale.
L’elaborato consente di verificare:

• la capacità di applicare strumenti di modellazione, analisi prestazionale e valutazione tecnico-economica (CA01@ENM, CA06@ENM, CA07@ENM, CA10@ENM, CA13@ENM, CA14@ENM);
• la padronanza delle conoscenze ingegneristiche alla base dei sistemi energetici (CC01@ENM, CC03@ENM, CC06@ENM, CC07@ENM, CC13@ENM);
• la capacità di organizzare dati, argomentare risultati e formulare conclusioni coerenti (AG01@ENM, AG02@ENM);
• competenze comunicative nella redazione di report tecnici chiari e rigorosi (AC01@ENM, AC02@ENM, AC03@ENM);
• la capacità di condurre ricerche bibliografiche e approfondimenti autonomi (AP01@ENM, AP02@ENM).
  L’elaborato deve essere consegnato alcuni giorni prima dell’appello. È attribuito un voto che contribuisce alla valutazione finale e costituisce requisito per l’accesso alla prova orale.
  2. Prova orale
  La prova orale consiste in un colloquio tecnico volto a verificare:
• la conoscenza e comprensione dei contenuti centrali del corso, riguardanti sistemi energetici, modelli di conversione e processi industriali (CC01@ENM, CC09@ENM, CC13@ENM, CC16@ENM, CC01@RAM, CC04@RAM, CC05@MEL);
• la capacità di applicare tali conoscenze alla risoluzione di problemi ingegneristici, anche tramite brevi esercizi analoghi a quelli svolti in aula (CA01@ENM, CA05@ENM, CA06@ENM, CA07@ENM, CA13@ENM, CA14@ENM; CA01@RAM, CA02@RAM, CA03@RAM, CA02@RAM, CA07@MEL, CA04@MEL);
• la capacità dello studente di ragionare in autonomia, valutando criticamente soluzioni alternative e motivando le scelte tecniche (AG01@ENM, AG02@ENM; AG05@RAM, AG04@RAM; AG01@MEL, AG02@MEL);
• la chiarezza espositiva e la capacità di presentare correttamente concetti tecnici (AC01@ENM, AC02@ENM; AC03@RAM; AC01@MEL, AC02@MEL).
  Il colloquio comprende in genere due domande principali sugli argomenti trattati nelle lezioni ed esercitazioni.
  Determinazione del voto finale
  Il voto finale è attribuito sulla base di:
• prova orale (componente principale);
• valutazione dell’elaborato tecnico (per studenti 9 CFU);
• presenza e partecipazione ai seminari/visite, con eventuali aggiustamenti positivi o negativi.
  •
  Il voto finale riflette quindi non solo la preparazione teorica, ma anche le capacità applicative, comunicative e di giudizio autonome sviluppate durante il corso, in coerenza con i descrittori di Dublino (CC, CA, AG, AC, AP).
  Tabella docimologica di valutazione
  INSUFFICIENTE: Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
  18–22: Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
  23–25: Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
  26–28: Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
  29–30 e Lode: Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
  La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

1. Pietro Gabriele, Elena Giacone, Salvatore Mancò, "Dispense del corso di Gestione dei Sistemi Energetici", Politeko Edizioni (www.Politeko.it), 2008.
2. Flavio Beretta, Filippo De Carlo, Vito Introna, Daniele Saccardi; "Progettare e gestire l'efficienza energetica", McGrawHill, ISBN: 9788838667718, Pagine: 464, Pubblicazione: febbraio 2012.
3. Barney L. Capehart, Wayne C. Turner, William J. Kennedy; "Guide to Energy Management" FairMont Press ISBN 0-88173-425-X (ma non sono sicuro)
4. Steve Doty, Wayne C. Turner; "Energy Management Handbook", The Fairmont Press, Inc., 2009
5. Amlan Chakrabarti; "Energy Engineering and Management", PHI Learning Pvt. Ltd., 2011
6. Leslie C. Wilbur; "Handbook of Energy Systems Engineering" editor Wiley Interscience ISBN 0 471 86633 4
7. By Thomas E. Mull; "Practical Guide to Energy Management for Facilities Engineers and Plant Managers". ASME 2001 - ISBN-13: 978-0791801581
8. Albert Thumann; "Plant Engineers and Managers Guide to Energy Conservation" - Fairmont Press; 8th edition (August 2001) ISBN 978

CA2: Capacità di applicare la propria conoscenza in campo termofluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico
CA5: Identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, in particolare energetica.
CA8: Capacità di analizzare le tecnologie degli impianti, dei componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria e le loro implicazioni economiche
CC1: Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico.
CC4: Approfondimenti di termodinamica applicata, termoeconomia, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche ed economiche dei sistemi energetici e dei componenti. Sostenibilità ambientale ed economica.
CC6: Principi e problematiche dello scambio termico nelle macchine e impianti in sistemi e componenti di macchine e impianti di conversione energetica: tecniche di modellazione e simulazione computazionale. Metodologie di progettazione, gestione e controllo ottimizzati delle reti di scambio termico.
CC9: Generazione del freddo, sistemi e macchine elettriche.
CT1: Comunicazione tecnica in forma scritta (redazione di rapporti e relazioni individuali)
CT2: Lavoro di gruppo in modalità coordinata
CT3: Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata alle proprie argomentazioni
CT4: Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
CT5: Comprensione di norme tecniche
CT7: Rispettare impegni e tempi
CT8: Comunicazione attraverso presentazioni e sistemi Web

Cenni ai sistemi e metodi di calcolo dei fabbisogni e prestazioni energetiche di un edificio.
Criteri di progettazione degli impianti HVAC&R, scelta degli equipaggiamenti di centrali termiche, frigorifere, di condizionamento e ventilazione.
Tipologie di impianti che utilizzano fonti rinnovabili di energia e loro contributo alla certificazione energetica di un edificio.
Capacità di progettare impianti idrosanitari per edifici civili e industriali.
Impianti antincendio.

La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di una esercitazioni che viene sviluppata durante il periodo del corso e della quale si richiede di presentare l'elaborato al momento dell'esame che consiste di una sola prova orale. Le esercitazioni vengono svolte in un gruppo di studenti in modo da favorire il lavoro coordinato (CT2), devono essere presentate prima della prova orale (CT7) in forma di relazione scritta che riporta una discussione critica dei risultati ottenuti in forma numerica e grafica (CT1, CT3, CT4).
Le esercitazioni consistono nel progetto di massima di diverse configurazioni di impianti termici, di climatizzazione e ventilazione, applicati ad utenze civili ed industriali e il loro svolgimento viene valutato al momento dell'esame. Seguono una o due domande volte a verificare la comprensione degli argomenti trattati durante il corso.
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito un'adeguata conoscenza degli strumenti per la modellazione a disposizione del progettista (CC1, CC6, CC9) per impostare analisi adeguate al fine di ottenere la progettazione di massima di impianti tecnici, ricavare informazioni per migliorarne le prestazioni (CC4, CC9) e formulare soluzioni adeguate (CA2, CA5).
La verifica di ciò viene effettuata sulla base dello svolgimento delle esercitazioni.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

G. Moncada Lo Giudice, L. De Santoli, Progettazione di Impianti tecnici, Masson, Milano 1995
C. Pizzetti, Condizionamento dell'aria e refrigerazione, Masson, Milano, 1975.
AA.VV., Manuale della climatizzazione, Tecniche nuove, Milano, 1992.
Norme UNI relative agli specifici argomenti. Dispense Prof. Cammarata (Università di Catania).
M. Vio Impianti di climatizzazione, Manuale di calcolo, Editoriale Delfino, 2008

Per gli studenti del Corso di Laurea B274 – in ROBOTICS, AUTOMATION AND ELECTRICAL ENGINEERING gli Obiettivi Formativi sono:
CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE
CC1 La conoscenza multidisciplinare normativa, metodologica, tecnologica e strumentale del contesto relativo alla transizione energetica di sistemi, servizi e prodotti.
CC 4 La conoscenza sistemistica delle metodologie, delle tecnologie e degli aspetti applicativi dell’ingegneria dell’energia elettrica
CC5 La conoscenza dei componenti e dei sistemi elettronici e la loro applicazione nei settori dell'automazione e della produzione, gestione e distribuzione dell'ingegneria dell'energia elettrica
CC7 La conoscenza di strumenti avanzati di analisi e progettazione (meccanica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti e sistemi.
CAPACITA’ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
CA1 Applicare le conoscenze ingegneristiche per lo sviluppo di modelli di sistemi complessi.
CA2 Applicare le conoscenze teoriche acquisite per lo sviluppo e l’applicazione di sistemi innovativi nei settori della robotica, dell’automazione e dell’ingegneria elettrica
CA5 Proporre, sviluppare e applicare metodologie alternative e innovative per lo sviluppo di prodotti e servizi nell’ambito della transizione ecologica.
CA7 Attitudine alla risoluzione di problemi e capacità di lavoro autonomo.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
AG1 Comunicare, lavorare in gruppo e decidere in autonomia.
AG3 Condurre ricerche bibliografiche e utilizzare basi di dati ed altre fonti di informazione.
AG 5 Progettare e gestire studi sperimentali, raccogliere e interpretare i dati e la loro incertezza, e trarne conclusioni.
ABILITA’ COMUNICATIVE
AC 1 Sa trattare informazioni e dati complessi ricavati da fonti multiple ed è in grado di analizzare e gestire temi multidisciplinari.
AC 2 Ha la capacità di lavorare in un contesto interdisciplinare comprendendo i risultati del lavoro delle persone con cui coopera e le loro richieste.
AC3 È in grado di comunicare in forma non ambigua i risultati del proprio lavoro e delle proprie attività ad un livello idoneo a facilitare il lavoro in gruppo e tra gruppi.
CAPACITA’ DI APPRENDIMENTO
AP2 Capacità di affrontare in modo efficace e originale le mutevoli problematiche connesse con l'innovazione nell'ambito delle tecnologie della robotica, dell'automazione e dell'ingegneria elettrica.
AP3 Capacità di sviluppare un ragionamento logico che, a seguito di precise ipotesi, porti alla conseguente dimostrazione di una tesi.
AP4 Capacità di approfondimenti autonomi che richiedono analisi bibliografiche, lo studio delle conoscenze aggiornate.
Per gli studenti del Corso di Laurea in INGEGNERIA ENERGETICA gli obiettivi formativi sono:
CONOSCENZA E CAPACITA’ DI COMPRENSIONE
CA01: La capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche per lo sviluppo di modelli di sistemi complessi.
CA02: La capacità di realizzare progetti ingegneristici, lavorando in un ambiente multidisciplinare.
CA05: La capacità approfondita di condurre esperimenti complessi e di gestire strumentazione e software avanzati.
CA06: La capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all’ingegneria meccanica ed energetica.
CA07: La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, anche attraverso l’uso di modelli teorici, conoscendone i limiti e le potenzialità.
CA08: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA09: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA10: La capacità di analizzare le tecnologie degli impianti, dei componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria e le loro implicazioni economiche.
CA11: La capacità di identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, definendo le specifiche, vincoli tecnici, sociali, ambientali e commerciali.
CA12: La capacità di Analizzare, progettare e gestire sistemi integrati innovativi ad energie rinnovabili, sostenibilità e impatto ambientale ed economico.
CA13: La capacità di identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, in particolare energetica.
CA14: La capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi.
CAPACITA’ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
CC01: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria energetica ed elettrica, per l’identificazione, la formulazione e la risoluzione di problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC02: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC03: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria energetica.
CC04: La conoscenza dei metodi per ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi.
CC07: La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
CC09: La conoscenza multidisciplinare normativa, metodologica, tecnologica e strumentale del contesto relativo alla transizione energetica di sistemi, servizi e prodotti.
CC11: La conoscenza delle principali fonti di energia di tipo rinnovabile e dei sistemi di storage dell’energia e la conoscenza dei criteri per la loro integrazione con sistemi di produzione di tipo convenzionale.
CC12: Principi e problematiche dello scambio termico nelle macchine e impianti in sistemi e componenti di macchine e impianti di conversione energetica: tecniche di modellazione e simulazione computazionale. Metodologie di progettazione, gestione e controllo ottimizzati delle reti di scambio termico.
CC13: La conoscenza dei fenomeni termodinamici, termo-fluidodinamici, termo-chimici ed elettrici alla base dei principali sistemi di conversione energetica.
CC14: Approfondimenti di termodinamica applicata, termoeconomia, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche ed economiche dei sistemi energetici e dei componenti. Sostenibilità ambientale ed economica.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
AG01: La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali.
AG02: La Capacità di valutare diverse opzioni o soluzioni ad un problema e di prendere decisioni informate sui propri progetti anche sulla base delle norme tecniche di riferimento.
AG03: La capacità di lavorare in gruppo in modalità coordinata, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l'ambito applicativo.
AG04: Autonomia nel rispetto di impegni e tempi, con riferimento alla capacità di allocare il tempo e le risorse disponibili per rispettare le scadenze, di valutare correttamente le proprie capacità e risorse per garantire che gli impegni siano realistici e raggiungibili e di prioritizzare le attività in base alla loro importanza e alle scadenze.
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze.
ABILITA’ COMUNICATIVE
AC01: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali.
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle).
AC04: Sostenibilità e Responsabilità Etica nelle pratiche ingegneristiche inclusa la conoscenza delle normative ambientali e l'impatto ecologico delle decisioni ingegneristiche.
CAPACITA’ DI APPRENDIMENTO
AP01: La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento.
AP02: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.).
AP03: Apprendimento Basato su Progetti e Problemi (Problem Based Learning PBL): capacità di apprendere attraverso metodi didattici basati su progetti e risoluzione di problemi reali.

1) Analisi dei circuiti monofasi e trifasi; 2) Trasformatori monofasi e trifasi; 3) Macchine sincrone; 4) Macchine asincrone; 5) Macchine a corrente continua.

Esame orale costituito da domande teoriche volte ad accertare:

• la conoscenza del principio di funzionamento, comportamento elettromagnetico e meccanico delle principali macchine elettriche, statiche e rotanti, in corrente alternata e in corrente continua: trasformatori, motori e generatori in C.A. sincroni e asincroni, motori e generatori in C.C.
• la conoscenza delle modalità di esecuzione di prove sperimentali e misure sulle macchine
• la capacità di applicare le conoscenze al fine di ricavare i modelli matematici relativi al funzionamento delle macchine elettriche trattate
• la capacità di applicare le conoscenze al fine di determinare i parametri del circuito equivalente e le caratteristiche di funzionamento delle macchine elettriche
• la capacità di applicare le conoscenze al fine di scegliere le macchine per diverse applicazioni, facendo uso delle specifiche tecniche riportate nei manuali.
  Tabella docimologica di valutazione
  Insufficiente
  Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
  18–22
  Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
  23–25
  Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
  26–28
  Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
  29–30 e Lode
  Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
  La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

1)A.E. Fitzgerald, C. Kingsley, and A. Kusko, " Electric Machinery" New York: McGraw-Hill Book Company, 1971.
2) L.W. Matsch and J.D. Morgan: Electromagnetic and Electromechanical Machines, New York: John Wiley & Sons, 1987.
3) S. Crepaz, "Macchine Elettriche", CittàStudi, 1997.
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Formare a livello professionalizzante le conoscenze dello studente per renderlo in grado di operare in modo autonomo nel campo delle applicazioni pratiche dell'elettrotecnica quali: macchine elettriche ed impianti per l'alimentazione di dette macchine e altri tipi di utenze elettriche Conoscenze applicative sulle macchine elettricheUtilizzo di SW specifici quali programmi di dimensionamento linee elettricheApprendimento di:- principi di funzionamento delle Macchine Elettriche ad uso industriale.- azionamenti di macchine elettriche con convertitori elettronici.- basi di efficientamento delle dotazioni elettriche industriali.- basi di dimensionamento impianti fotovoltaici.
CA05: La capacità approfondita di condurre esperimenti complessi e di gestire strumentazione e software avanzati.
CA06: La capacit‡ di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento allíingegneria meccanica ed energetica.
CA07: La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, anche attraverso líuso di modelli teorici, conoscendone i limiti e le potenzialit‡.
CA08: La capacit‡ di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA09: La capacit‡ di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacit‡ nellíambito della ricerca.
CA10: La capacità di analizzare le tecnologie degli impianti, dei componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria e le loro implicazioni economiche.
CC02: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC03: La conoscenza e líutilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell'ambito proprio dell'ingegneria energetica.
CC04: La conoscenza dei metodi per ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi.
CC07: La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
CC10: La conoscenza delle macchine elettriche e dei relativi sistemi di alimentazione per trazione. La conoscenza degli aspetti strutturali e termo-fluidodinamici dei motori a combustione interna.
CC11: La conoscenza delle principali fonti di energia di tipo rinnovabile e dei sistemi di storage dellíenergia e la conoscenza dei criteri per la loro integrazione con sistemi di produzione di tipo convenzionale.
CC16: La conoscenza sistemistica delle metodologie, delle tecnologie e degli aspetti applicativi dell'ingegneria dell'energia elettrica.
AG01: La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali.
AG02: La Capacità di valutare diverse opzioni o soluzioni ad un problema e di prendere decisioni informate sui propri progetti anche sulla base delle norme tecniche di riferimento.
AG03: La capacità di lavorare in gruppo in modalitè coordinata, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l'ambito applicativo.
AG04: Autonomia nel rispetto di impegni e tempi, con riferimento alla capacit‡ di allocare il tempo e le risorse disponibili per rispettare le scadenze, di valutare correttamente le proprie capacit‡ e risorse per garantire che gli impegni siano realistici e raggiungibili e di prioritizzare le attivit‡ in base alla loro importanza e alle scadenze.
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze.
AC01: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali.
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle).
AP02: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.).
AP01: La capacit‡ di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento.
AP03: Apprendimento Basato su Progetti e Problemi (Problem Based Learning PBL): capacit‡ di apprendere attraverso metodi didattici basati su progetti e risoluzione di problemi reali.

Introduzione teorico operativa alle applicazioni elettriche utilizzate in campo industriale quali: motori asincroni trifase e loro azionamenti, trasformatori mono fase e trifase, macchine in corrente continua e loro azionamenti, alternatori, motori speciali e relativi azionamenti.

Prove Intermedie. Le prove intermedie consistono, ognuna, di 3 esercizi mirati alla verifica delle conoscenze sui sistemi trifase, sulle macchine elettriche, sugli azionamento elettrici. CT1#B049 Comunicazione tecnica in forma scritta (redazione di rapporti e relazioni individuali, CT3#B049 Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni CT4#B049 Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle) CT7#B049 Rispettare impegni e tempi Prova Finale, colloquio orale con eventuale presentazione di elaborati di progetto, anche di gruppo. CT1#B049 Comunicazione tecnica in forma scritta (redazione di rapporti e relazioni individuali), CT2#B049 Lavoro in gruppo in modalità coordinata, CT3#B049 Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni CT4#B049 Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle) CT5#B049 Comprensione di norme tecniche CT6#B049 Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.) CT7#B049 Rispettare impegni e tempi CT8#B049 Comunicazione attraverso presentazioni e sistemi Web Conoscenze che vengono verificate CC5#B049 La conoscenza dei principi dell’elettrotecnica industriale, delle macchine elettriche, della robotica industriale e dei controlli impiegati negli impianti industriali. CC10#B049 La comprensione delle tecniche e dei metodi applicabili e dei loro limiti inclusa la consapevolezza delle implicazioni non tecniche della pratica ingegneristica. Capacità cognitive e applicative verificate: CA5#B049 La capacità di risolvere problemi connessi alle reti elettriche resistive e dinamiche, anche in presenza di componenti attivi, di scegliere e utilizzare le macchine elettriche nell'ambito di sistemi meccanici, analizzandone le prestazioni, di progettare sistemi di controllo automatico a retroazione, anche attraverso l’ausilio di strumenti informatici, di comprendere il funzionamento dei robot manipolatori e mobili maggiormente impiegati nelle applicazioni industriali e non, di scegliere gli opportuni azionamenti (elettrici oleodinamici e pneumatici) per macchine e impianti.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

A. Reatti, “Alberto Reatti, Macchine elettriche: con cenni al loro controllo. Corso universitario per le lauree magistrali in Ingegneria Elettrica e dell’Automazione”, in Riga Edizioni
A. Reatti, F. Corti, "Efficienza Energetica. Ottimizzazione tecnico economica delle utenze elettriche", Esculapio, 2019, ISBN:9788893851145 P.C. Sen "Principles of Electric Machines and Power Electronics", Third Edition , John Wiley & Sons Inc, 2021

Conoscenze: problemi ai limiti; formulazione debole di un problema differenziale (cc3); discretizzazione mediante collocazione o Galerkin (cc7); spazi splines generalizzati, metodi numerici avanzati per sistemi lineari sparsi e cenni a sistemi non lineari (ap1).
Con riferimento ai Descrittori di Dublino: conoscenze avanzate sui metodi numerici (cc7)
Competenze acquisite: metodi alle differenze finite, metodo agli elementi finiti e di analisi isogeometrica per problemi differenziali; metodi iterativi per classi speciali di sistemi lineari e metodo GMRES; metodo di Newton anche approssimato per sistemi non lineari.
Capacità acquisite: saper risolvere numericamente problemi ai limiti e alle derivate parziali ellittici o parabolici; saper utilizzare spazi spline per la risoluzione numerica di problemi differenziali; saper selezionare, implementare e sperimentare un metodo iterativo adeguato al completamento della risoluzione numerica del problema differenziale considerato; utilizzo di software dedicato (cc12).
Con riferimento ai Descrittori di Dublino: avere la capacità di comprendere i testi avanzati di Matematica e saper consultare articoli di ricerca, inquadrandoli nell’ambito della ricerca attuale e avere la capacità di estrarre informazioni qualitative da dati quantitativi
Inoltre, con riferimento ai Descrittori di Dublino:
Autonomia di giudizio: valutare l’efficacia dei metodi computazionali per la risoluzione quantitativa dei problemi matematici
Abilità comunicative: essere in grado di interagire e collaborare in un lavoro di gruppo, pur mantenendo la capacità di lavorare autonomamente in modo efficace
Capacità di apprendimento: essere in grado di proseguire in modo autonomo l'attività di studio finalizzata alla ricerca in Matematica (ap1)

Differenze finite per problemi ai limiti lineari e estensione al caso non lineare per problemi del secondo ordine. Formulazione debole di un problema differenziale. Discretizzazione mediante Galerkin. Il metodo degli elementi finiti standard e isoparametrico. Tecniche di stabilizzazione per FEM. Spazi spline e analisi isogeometrica. Metodi iterativi avanzati per sistemi lineari.

Valutazione di un elaborato svolto individualmente o di un seminario di approfondimento di tematica specifica. L'argomento dell'elaborato potrà essere scelto dallo studente fra gli argomenti trattati nel corso. L'elaborato dovrà includere il software sviluppato, i risultati della sperimentazione numerica effettuata e alcuni commenti (ag1,ag2,ag3). Alternativamente sarà valutato il livello di approfondimento della tematica individualmente approfondita e le capacità espositive (ag1,ag2,ag3. Nell'esame orale saranno poste domande sui contenuti del corso. L'obiettivo dell'orale è verificare il grado di comprensione dei contenuti del corso e le capacita' di esposizione mediante adeguato linguaggio matematico.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

• Alfio Quarteroni (2012): Modellistica Numerica per Problemi Differenziali'' 5a edizione Springer. -Luca Formaggia, Fausto Saleri, Alessandro Veneziani (2005), Applicazioni ed esercizi di medellistica numerica per problemi differenziali, Springer. -Tom Lyche, K. Morken (2018), Spline Methods. Draft, available online. - C.T. Kelly (1995), Iterative Methods for Linear and Nonlinear Equations, SIAM, Philadelphia.

CA01 La capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche per lo sviluppo di modelli di sistemi complessi
CA03 La capacità di applicare la propria conoscenza per identificare problemi e formulare soluzioni, nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare, progettare, realizzare e verificare, sistemi ed apparati anche di elevata complessità funzionale
CA04 La capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base fino all’implementazione
CA05 La capacità approfondita di condurre esperimenti complessi e di gestire strumentazione e software avanzati.
CA06 La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni
CA07 La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, anche attraverso l’uso di modelli teorici, conoscendone i limiti e le potenzialità
CA08 La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette
CA09 La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca

Gasdinamica incomprimibile
Gasdinamica comprimibile
Fluidi Newtoniani
Cenni di turbolenza

CC01 La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria meccanica, per l’identificazione, la formulazione e la risoluzione di problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC02 La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC03 La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica
CC05 La conoscenza di metodi per la pianificazione e lo svolgimento di attività sperimentali di elevata complessità per l’analisi di componenti e sistemi.
CC06 Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti
CC07 La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
CC08 Fluidodinamica applicata e macchine
AG01 La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali
AG02 Capacità di valutare diverse opzioni o soluzioni ad un problema e di prendere decisioni informate sui propri progetti anche sulla base delle norme tecniche di riferimento
AG03 Lavoro in gruppo in modalità coordinata, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l'ambito applicativo
AG05 La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze
AC01 La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti
AC02 La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali
AC03 Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
AC04 Comunicazione Interculturale per lavorare in gruppi internazionali o in aziende globali.
AP01 La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento
AP02 Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)
AP03 Apprendimento Basato su Progetti e Problemi (Problem Based Learning PBL)
Modalità della prova finale orale. Vengono poste alcune domande per verificare la conoscenza e il grado di comprensione della teoria svolta nel corso. Vengono valutate con particolare attenzione sia la capacità di comunicare la materia in modo critico, sia l’uso di un linguaggio matematico appropriato.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

1) Dispense del docente reperibili sulla piattaforma Moodle
2) A.J. Chorin, J. E. Marsden: A mathematical introduction to fluid mechancs, Springer, 1980.
3) C. Trusdell, K.R. Rajagopal: An introduction to fluid mechanics, Birkhauser, 2000.

Il corso si propone di fornire gli elementi di base per la comprensione delle moderne tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) con particolare riferimento alle applicazioni di tipo industriale.
Per il Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (B071) vale:
CC2: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base ed essere capaci di utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC3: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica
CA3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni.
CA8: La capacità di interpretare in maniera appropriata i risultati dei test sperimentali, dei calcoli di verifica, nonché dei processi di simulazione teorica complessa, tramite l’uso del calcolatore, dando applicazione alle basi, sperimentali, modellistiche, matematiche ed informatiche acquisite.
CA9: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA12: La capacità adeguata di comprensione delle fonti in lingua inglese.
CA15: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, etc. etc.)
CT7: Rispettare impegni e tempi
Per il Corso di Laurea in Ingegneria Energetica (B068) vale:
CA2: Capacità di applicare la propria conoscenza in campo termofluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico
CC2: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti. La comprensione dell’organizzazione dell’informazione in basi di dati e della progettazione informatica a supporto dei processi
CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)
CT7: Rispettare impegni e tempi

Equazioni di Navier-Stokes
Griglie strutturate
Discretizzazione ai volumi finiti
Discretizzazione temporale, Algoritmi di soluzione di tipo esplicito, Algoritmi di soluzione di tipo implicito,
Boundary conditions e termini sorgenti,
Discretizzazione termini convettivi
Discretizzazione su griglie non strutturate
Algoritmi di soluzione per flussi incomprimibili o a basso Mach.
Modellistica della turbolenza: Modelli Eddy-Viscosity, Trattamento a parete
Large Eddy Simulation: SGS closures
Cenni al calcolo parallelo.
Best practice per modellazione CFD e reportistica risultati

La valutazione dello studente prevede una verifica orale nella quale vengono poste una o piu' domande al fine di valutare la preparazione dello studente e la sua comprensione degli argomenti trattati durante il corso.
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito un'adeguata conoscenza dei metodi numerici per la modellazione fluidodinamica a disposizione del progettista (ENM-cc2, ENM-cc5) per impostare analisi adeguate al fine di ottenere risultati allo stato dell'arte della simulazione fluidodinamica e ricavarne informazioni al fine di risolvere problemi di progettazione di interesse industriale (ENM-ca2, ENM-ca4).

Slide del corso

Il corso ha l'obiettivo di:

• fornire le basi teoriche degli elementi finiti, sia in campo lineare che non-lineare;
• insegnare le tecniche di modellazione con elementi finiti;
• sviluppare le capacità di analisi critica dei risultati mediante lo svolgimento di esempi in aula informatica;
• insegnare l'utilizzo di un software per la preparazione del modello e l'analisi dei risultati;
• insegnare l'utilizzo di solutori ad elementi finiti con file di input dei modelli in formato testuale.
  CA1: La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare problemi e formulare soluzioni, nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare, progettare, realizzare e verificare, sistemi ed apparati anche di elevata complessità funzionale, tenendo conto di implicazioni relative agli aspetti ambientali, economici ed etici, il tutto attraverso l’uso di metodi consolidati.
  CA3: La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull’analisi matematica e numerica, per poter simulare al meglio il comportamento di componenti e impianti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni.
  CA8: La capacità di interpretare in maniera appropriata i risultati dei test sperimentali, dei calcoli di verifica, nonché dei processi di simulazione teorica complessa, tramite l’uso del calcolatore, dando applicazione alle basi, sperimentali, modellistiche, matematiche ed informatiche acquisite.
  CA9: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
  CA10: Le capacità avanzate di operare efficacemente, individualmente e come componenti di un gruppo, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l’ingegneria meccanica.
  CA11: Le capacità migliorate di presentare in forma scritta, verbale e, eventualmente, multimediale, le proprie argomentazioni e i risultati del proprio studio o lavoro, con caratteristiche di organicità e rigore tecnico.
  CA12: La capacità adeguata di comprensione delle fonti in lingua inglese.
  CA15: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
  CC1: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria meccanica, nella quale sono capaci di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. La capacità di comprendere un contesto multidisciplinare in ambito ingegneristico e di operare in ottica problem solving.
  CC2: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base ed essere capaci di utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
  CC3: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria meccanica
  CC4: La conoscenza dei metodi numerici per la progettazione e verifica di componenti e/o sistemi meccanici, comprensivi dei modelli numerici per la corretta rappresentazione del comportamento dei materiali. La conoscenza delle tipologie di analisi necessarie per eseguire la suddetta attività di progettazione e verifica secondo i più recenti requisiti del mondo industriale.
  CC5: La conoscenza dei materiali e dei loro comportamenti nelle varie condizioni di carico riscontrabili nella pratica progettuale. I metodi per la caratterizzazione del comportamento dei materiali.

Il corso è concepito per essere un corso di base agli elementi finiti. Vuole però fornire agli studenti le nozioni necessarie per eseguire in autonomia tutte le analisi di maggiore interesse in ambito meccanico.

Prova scritta in cui viene chiesto di preparare un modello ad elementi finiti ed eseguire una delle analisi affrontate durante il corso. Il superamento della prova scritta con una votazione minima di 18/30, permette di accedere alla prova orale. La prova orale può svolgersi in modo semplificato solo sugli argomenti della prova scritta e porta al massimo alla conferma del voto della stessa, o su tutti gli argomenti del programma del corso.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

• "PROGETTAZIONE ASSISTITA DAL CALCOLATORE A.A. 2013-2014", McGraw-Hill Create
• Lucidi del corso
• Modelli forniti per le esercitazioni in aula informatica

L’obiettivo del corso è di fornire le conoscenze di base per le misurazioni meccaniche meno comuni. Accrescere la capacità effettuare misure avanzate nelle macchine e di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare e quantizzare problemi e formulare soluzioni nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare il controllo delle strutture e delle macchine ma anche per progettarle, realizzarle e verificarle.
comprendere come si possono verificare le prestazioni e migliorare i sistemi, innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di misura e controllo, nell’ambito dell’ingegneria meccanica.
Raggiungere una preparazione adeguata per sviluppare sistemi e approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA6: Definire, progettare e gestire attività sperimentali relative a componenti di macchine, impianti industriali e di conversione energetica
CA9: Capacità di combinare teoria e pratica per risolvere problemi di ingegneria multidisciplinari
CC1: Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico.
CC7: Misura dei parametri operativi, prestazioni ed emissioni dei componenti e sistemi di conversione energetica: tecniche e tecnologie standard ed avanzate. Catene di misura, strumenti e tecniche per il rilevamento delle grandezze termofluidodinamiche di maggiore interesse, incertezze strumentali e propagazione.

L’obiettivo del corso è di fornire le conoscenze di base per le misurazioni meccaniche meno comuni
Concetto di misura media e varianza. Errori, classificazione propagazione nelle catene di misura.
Campionamento digitali. Spettri di potenza. Autocorrelazione di segnali. Filtri analogici e digitali. Misure di base e concetti di verifica prestazionale fino al collaudo

E' previsto una attivita applicativa che prevede l'esecuzione di una eperienza di misura in laboratorio o di interpretazione di misure e relativo elaborato da svolgere normalmente in gruppo. è previsto l'utilizzo di strumentazione avanzata, interpretazione dei risultati e sviluppo di componenti si strumenti.
L'elaborato è oggetto di discussione durante una verifica orale finale che si articola nelle seguenti parti:
1) presentazione e discussione dell'eleborato (dieci-quindici minuti)
2)Successivo esame orale 25-30minuti (due domande "teoriche" prese dal programma, non nello stesso ambito delle attività di laboratorio svolte)
La durata complessiva dell'esame orale è circa 40-45 minuti
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Theory and design for mechanical measurements”, R.S. Figliola, D.E. Beasley, John Wiley & Sons, 1991
“Fundamentals of temperature, pressure and flow measurements”, R.P. Benedict, A Wiley-Interscience Publication John Wiley & Sons, 1984
“Fluid Mechanics Measurements”, R.J. Goldstein, Hemisphere publishing corporation, 1983
“Strumenti e metodi di misura”, E. O. Doeblin, Mc GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
“Measurment System - Application and design”, E. O. Doeblin, Mc GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
“Measurements techniques in fluid dynamics – An Introduction”, Annual Lecture series, Von Karman Institute for Fluid Dynamics
Dally, “Experimental stress analysis”, College House Enterprises, 2005.

L’obiettivo del corso è di fornire le conoscenze di base per le misurazioni meccaniche meno comuni. Accrescere la capacità effettuare misure avanzate nelle macchine e di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare e quantizzare problemi e formulare soluzioni nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare il controllo delle strutture e delle macchine ma anche per progettarle, realizzarle e verificarle.
comprendere come si possono verificare le prestazioni e migliorare i sistemi, innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di misura e controllo, nell’ambito dell’ingegneria meccanica.
Raggiungere una preparazione adeguata per sviluppare sistemi e approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA6: Definire, progettare e gestire attività sperimentali relative a componenti di macchine, impianti industriali e di conversione energetica
CA9: Capacità di combinare teoria e pratica per risolvere problemi di ingegneria multidisciplinari
CC1: Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico.
CC7: Misura dei parametri operativi, prestazioni ed emissioni dei componenti e sistemi di conversione energetica: tecniche e tecnologie standard ed avanzate. Catene di misura, strumenti e tecniche per il rilevamento delle grandezze termofluidodinamiche di maggiore interesse, incertezze strumentali e propagazione.

L’obiettivo del corso è di fornire le conoscenze di base per le misurazioni meccaniche meno comuni
Concetto di misura media e varianza. Errori, classificazione propagazione nelle catene di misura.
Campionamento digitali. Spettri di potenza. Autocorrelazione di segnali. Filtri analogici e digitali. Misure di base e concetti di verifica prestazionale fino al collaudo

E' previsto una attivita applicativa che prevede l'esecuzione di una eperienza di misura in laboratorio o di interpretazione di misure e relativo elaborato da svolgere normalmente in gruppo. è previsto l'utilizzo di strumentazione avanzata, interpretazione dei risultati e sviluppo di componenti si strumenti.
L'elaborato è oggetto di discussione durante una verifica orale finale che si articola nelle seguenti parti:
1) presentazione e discussione dell'eleborato (dieci-quindici minuti)
2)Successivo esame orale 25-30minuti (due domande "teoriche" prese dal programma, non nello stesso ambito delle attività di laboratorio svolte)
La durata complessiva dell'esame orale è circa 40-45 minuti
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Theory and design for mechanical measurements”, R.S. Figliola, D.E. Beasley, John Wiley & Sons, 1991
“Fundamentals of temperature, pressure and flow measurements”, R.P. Benedict, A Wiley-Interscience Publication John Wiley & Sons, 1984
“Fluid Mechanics Measurements”, R.J. Goldstein, Hemisphere publishing corporation, 1983
“Strumenti e metodi di misura”, E. O. Doeblin, Mc GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
“Measurment System - Application and design”, E. O. Doeblin, Mc GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
“Measurements techniques in fluid dynamics – An Introduction”, Annual Lecture series, Von Karman Institute for Fluid Dynamics
Dally, “Experimental stress analysis”, College House Enterprises, 2005.

L’obiettivo del corso è di fornire le conoscenze di base per le misurazioni meccaniche meno comuni. Accrescere la capacità effettuare misure avanzate nelle macchine e di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare e quantizzare problemi e formulare soluzioni nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare il controllo delle strutture e delle macchine ma anche per progettarle, realizzarle e verificarle.
comprendere come si possono verificare le prestazioni e migliorare i sistemi, innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di misura e controllo, nell’ambito dell’ingegneria meccanica.
Raggiungere una preparazione adeguata per sviluppare sistemi e approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA6: Definire, progettare e gestire attività sperimentali relative a componenti di macchine, impianti industriali e di conversione energetica
CA9: Capacità di combinare teoria e pratica per risolvere problemi di ingegneria multidisciplinari
CC1: Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico.
CC7: Misura dei parametri operativi, prestazioni ed emissioni dei componenti e sistemi di conversione energetica: tecniche e tecnologie standard ed avanzate. Catene di misura, strumenti e tecniche per il rilevamento delle grandezze termofluidodinamiche di maggiore interesse, incertezze strumentali e propagazione.

L’obiettivo del corso è di fornire le conoscenze di base per le misurazioni meccaniche meno comuni
Concetto di misura media e varianza. Errori, classificazione propagazione nelle catene di misura.
Campionamento digitali. Spettri di potenza. Autocorrelazione di segnali. Filtri analogici e digitali. Misure di base e concetti di verifica prestazionale fino al collaudo

E' previsto una attivita applicativa che prevede l'esecuzione di una eperienza di misura in laboratorio o di interpretazione di misure e relativo elaborato da svolgere normalmente in gruppo. è previsto l'utilizzo di strumentazione avanzata, interpretazione dei risultati e sviluppo di componenti si strumenti.
L'elaborato è oggetto di discussione durante una verifica orale finale che si articola nelle seguenti parti:
1) presentazione e discussione dell'eleborato (dieci-quindici minuti)
2)Successivo esame orale 25-30minuti (due domande "teoriche" prese dal programma, non nello stesso ambito delle attività di laboratorio svolte)
La durata complessiva dell'esame orale è circa 40-45 minuti
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Theory and design for mechanical measurements”, R.S. Figliola, D.E. Beasley, John Wiley & Sons, 1991
“Fundamentals of temperature, pressure and flow measurements”, R.P. Benedict, A Wiley-Interscience Publication John Wiley & Sons, 1984
“Fluid Mechanics Measurements”, R.J. Goldstein, Hemisphere publishing corporation, 1983
“Strumenti e metodi di misura”, E. O. Doeblin, Mc GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
“Measurment System - Application and design”, E. O. Doeblin, Mc GRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
“Measurements techniques in fluid dynamics – An Introduction”, Annual Lecture series, Von Karman Institute for Fluid Dynamics
Dally, “Experimental stress analysis”, College House Enterprises, 2005.

L'obiettivo di questo corso è quello di fornire una finestra sulle tematiche più innovative relative al settore dei motori a combustione interna.
Gli argomenti relativi al processo di combustione, alla sovralimentazione, al controllo delle emissioni inquinanti e ai combustibili sostenibili sono trattati tenendo conto sia della letteratura scientifica sia delle principali innovazioni presenti sul mercato.
Lo studente della Laurea Magistrale in Energetica (ENM) maturerà le seguenti Conoscenza e capacità di comprensione (CC) e Capacità di applicare conoscenza e comprensione (CA):
CC06: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti.
CC08: Fluidodinamica applicata e macchine: componenti di macchine e sistemi di conversione dell’energia, propulsivi e principi di progettazione.
CC10: La conoscenza delle macchine elettriche e dei relativi sistemi di alimentazione per trazione. La conoscenza degli aspetti strutturali e termo-fluidodinamici dei motori a combustione interna.
CC13: La conoscenza dei fenomeni termodinamici, termo-fluidodinamici, termo-chimici ed elettrici alla base dei principali sistemi di conversione energetica.
CC14: Approfondimenti di termodinamica applicata, termoeconomia, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche ed economiche dei sistemi energetici e dei componenti. Sostenibilità ambientale ed economica.
CA03: La capacità di applicare la propria conoscenza in campo termo-fluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico.
Lo studente della Laurea Magistrale in Meccanica (MEM) maturerà le seguenti Conoscenza e capacità di comprensione (CC) e Capacità di applicare conoscenza e comprensione (CA):
CC06: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e component
CC08: Fluidodinamica applicata e machine
CC10: La conoscenza delle macchine elettriche e dei relativi sistemi di alimentazione per trazione. La conoscenza degli aspetti strutturali e termo-fluidodinamici dei motori a combustione interna
CA04: La capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base fino all’implementazione
Gli studenti di entrambi i corsi (ENM e MEM) acquisiranno le seguenti conoscenze e capacità trasversali:
CA09: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA13: La capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovative
AG02: Capacità di valutare diverse opzioni o soluzioni ad un problema e di prendere decisioni informate sui propri progetti anche sulla base delle norme tecniche di riferimento
AG03: Lavoro in gruppo in modalità coordinata, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l'ambito applicativo
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
AC05: Sostenibilità e Responsabilità Etica nelle pratiche ingegneristiche inclusa la conoscenza delle normative ambientali e l'impatto ecologico delle decisioni ingegneristiche
AP01: La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento
AP02: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)

• Combustioni a bassa temperatura.
• Nuovi sviluppi nella sovralimentazione
• Emissioni inquinanti
• Combustibili alternativi
• Sistemi di propulsione ibirda

La verifica dell'apprendimento viene effettuata tramite una prova orale durante la quale vengono rivolte domande su, generalmente, 3 degli argomenti del programma. Si crea così un colloquio verbale portato avanti con un supporto cartaceo in cui il candidato può riportare schemi, formule e grafici. Si verificano la comprensione e l'assimilazione dei concetti trattati, la capacità di riportare i concetti con schemi e grafici, collegare i vari ambiti, e la capacità di utilizzare un lessico appropriato.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

G. Ferrari, Motori a Combustione Interna, Esculapio editore
J. B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw Hill International Editions.
G. A. Pignone, U. R. Vercelli, Motori ad alta potenza specifica, Giorgio NADA editore

CA01: La capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche per lo sviluppo di modelli di sistemi complessi.
CA02: La capacità di realizzare progetti ingegneristici, lavorando in un ambiente multidisciplinare.
CA03: La capacità di applicare la propria conoscenza in campo termo-fluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico.
CA04: La capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base fino all’implementazione.
CA06: La capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all’ingegneria meccanica ed energetica.
CA09: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA13: La capacità di identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, in particolare energetica.
CA14: La capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi.
CC01: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria energetica ed elettrica, per l’identificazione, la formulazione e la risoluzione di problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC07: La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
CC12: Principi e problematiche dello scambio termico nelle macchine e impianti in sistemi e componenti di macchine e impianti di conversione energetica: tecniche di modellazione e simulazione computazionale. Metodologie di progettazione, gestione e controllo ottimizzati delle reti di scambio termico.
CC14: Approfondimenti di termodinamica applicata, termoeconomia, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche ed economiche dei sistemi energetici e dei componenti. Sostenibilità ambientale ed economica.
CC15: Comprendere i principi termodinamici, il funzionamento e le caratteristiche tecniche delle diverse tipologie di macchine frigorifere, incluse le pompe di calore.
AG01: La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali.
AG03: La capacità di lavorare in gruppo in modalità coordinata, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l'ambito applicativo.
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze.
AC01: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali.
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle).
AC04: Sostenibilità e Responsabilità Etica nelle pratiche ingegneristiche inclusa la conoscenza delle normative ambientali e l'impatto ecologico delle decisioni ingegneristiche.
AP01: La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento.
AP02: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.).
AP03: Apprendimento Basato su Progetti e Problemi (Problem Based Learning PBL): capacità di apprendere attraverso metodi didattici basati su progetti e risoluzione di problemi reali.

Il corso vuole fornire le conoscenze per la progettazione di massima di impianti frigoriferi Gli argomenti sono: Scambiatori di calore. Cicli frigoriferi con ciclo Rankine inverso. Tipi di compressori. Principi di regolazione. Fluidi frigorigeni. Cicli ad aria. Cicli frigoriferi tritermici (assorbimento, eiezione, adsorbimento). Uso di cicli frigo e pompe di calore in vari impianti. Fluidi secondari. Accumuli. Vortex, termoacustica, magnetocalorici. Cenni di criogenia.

L’esame consiste in una prova orale finalizzata a verificare la conoscenza e la capacità di applicazione dei principi termodinamici, fluidodinamici e di scambio termico relativi ai sistemi frigoriferi più comuni, incluse le pompe di calore. In particolare, viene valutata la capacità dello studente di comprendere il funzionamento delle principali macchine frigorifere, analizzarne i componenti e interpretarne le prestazioni in relazione alle condizioni operative e alle architetture impiantistiche adottate (CA03, CC15, CC12).
La prova verifica inoltre la capacità di analizzare impianti frigoriferi anche complessi, con particolare riferimento alla modellazione dei componenti e dei sistemi, alla valutazione delle prestazioni energetiche, all’identificazione delle inefficienze termodinamiche e alla discussione dell’impatto ambientale ed economico delle tecnologie e dei processi considerati (CA01, CA06, CA13, CA14, CC14, AC04).
Particolare attenzione è dedicata all’analisi dei processi di scambio termico che avvengono nei sistemi di generazione del freddo, con riferimento a evaporatori, condensatori, scambiatori intermedi, sistemi a compressione di vapore, pompe di calore e configurazioni impiantistiche innovative. Sono inoltre valutate la capacità di descrivere criticamente le problematiche di progettazione, gestione e controllo dei sistemi frigoriferi e la capacità di collegare i fenomeni fisici ai modelli e agli strumenti di analisi utilizzati (CC07, CC12, CA04).
Durante l’esame è richiesta una discussione tecnica adeguata delle proprie argomentazioni, utilizzando un linguaggio disciplinare corretto e, quando opportuno, schemi, diagrammi termodinamici, grafici, tabelle e rappresentazioni di impianto. Vengono pertanto valutate la capacità di comunicare problemi, analisi e risultati a interlocutori specialistici, la qualità dell’esposizione orale e la capacità di rappresentazione grafica dei concetti trattati (AC01, AC02, AC03).
L’esame verifica anche la comprensione delle principali norme tecniche e ambientali relative al settore della refrigerazione, con particolare riferimento alla scelta dei fluidi refrigeranti, alla sicurezza, alla sostenibilità e all’impatto ecologico delle soluzioni impiantistiche. È inoltre valutata la capacità dello studente di riconoscere la necessità di approfondimenti, aggiornarsi autonomamente e condurre ricerche bibliografiche mediante risorse scientifiche e tecniche appropriate (AC04, AG05, AP01, AP02, AP03).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze termodinamiche, fluidodinamiche e di scambio termico ai sistemi frigoriferi, gravi lacune nell’analisi degli impianti e mancanza di autonomia nella discussione tecnica.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a una conoscenza elementare degli argomenti, con presenza di alcuni errori o imprecisioni. Lo studente è in grado di descrivere i principali componenti e cicli frigoriferi e di affrontare problemi semplici o guidati, mostrando un livello base di autonomia, capacità applicativa e consapevolezza degli aspetti energetici, ambientali ed economici.
23–25
Valutazione discreta dovuta a una comprensione soddisfacente degli argomenti e alla capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti. Lo studente è in grado di analizzare sistemi frigoriferi ordinari, discutere i principali processi termodinamici e di scambio termico, utilizzare rappresentazioni grafiche di base e affrontare l’esame con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa, pur con qualche imprecisione.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a una solida comprensione teorica della disciplina, alla capacità di collegare concetti termodinamici, fluidodinamici, impiantistici e ambientali, e alla capacità di proporre analisi critiche di sistemi frigoriferi anche complessi. Lo studente dimostra autonomia, precisione ed efficacia nell’analisi dei componenti, nella valutazione delle prestazioni, nella discussione delle implicazioni economiche e ambientali e nell’utilizzo di schemi, grafici e diagrammi tecnici.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile anche in contesti complessi o nuovi, e padronanza del linguaggio disciplinare. Lo studente è in grado di discutere in modo rigoroso e originale i sistemi frigoriferi, collegando modelli, fenomeni fisici, scambio termico, prestazioni energetiche, sostenibilità ambientale, aspetti economici e riferimenti normativi. Dimostra inoltre capacità critica, autonomia nell’approfondimento bibliografico e chiarezza nella comunicazione tecnica e grafica.
La Lode è attribuita a prestazioni che si distinguono per brillantezza, originalità, rigore metodologico e capacità di sviluppare collegamenti avanzati anche al di là delle aspettative curricolari.

Materiale didattico in formato elettronico accessibile su Moodle
Bibliografia
G. Grazzini, A. Milazzo, Tecnica del freddo, Esculapio editrice, Bologna, 2017
C. Pizzetti, Condizionamento dell'aria e refrigerazione, Masson, Milano, 1975
E. Bettanini, P.F. Brunello, Lezioni di Impianti Tecnici, 2 volumi, Cleup, Padova 1990
AA.VV., Manuale della climatizzazione, Tecniche nuove, Milano, 1992
M. Felli, Lezioni di Fisica Tecnica, Editoriale ESA, Milano 1990
J. M. Gordon, K. Choon Ng, Cool Thermodynamics, Cambridge Int. Science Publishing, Cambridge, UK, 2000
W. F. Stoecker, Industrial Refrigeration Handbook, McGraw-Hill, 1998

Fornire un quadro chiaro e consistente della termodinamica, partendo dalle leggi fondamentali e giungendo a formulazioni valide sia in campo macroscopico che microscopico, per stati di equilibrio e di non equilibrio.

Proprietà e stati, Primo Principio, Energia, Stabilità dell’equilibrio, Processi reversibili e irreversibili, Secondo Principio, Entropia, Temperatura, Potenziali, Pressione, Lavoro e Calore, grafici energia/entropia, relazioni di Maxwell, relazione di Gibbs-Duhem, regola delle fasi, proprietà termofisiche delle sostanze pure, fugacità e attività, equazioni di stato, proprietà termofisiche delle miscele, soluzioni, miscele non ideali, equilibrio chimico.

Esame orale
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Gyftopoulos E.P., Beretta G.P. Thermodynamics – Foundations and applications, McMillian Publishing Company

The course aims at providing the students with an overview about
the status of the research in the most important renewable energy
technologies. It also aims at providing abilities for:

• designing, analyzing, planning and managing energy conversion
  systems and their environmental impact, as well as complex
  and/or innovative service and process systems.
• implementing the thermofluidodynamic design of components,
  starting from the basic aspects (0D) up to the CFD
  implementation.
• analyzing innovative integrated renewable energy systems,
  sustainability, environmental and economic impact
  The course will promote the following aspects:
  Knowledge and understanding
  cc1 - The multidisciplinary normative, methodological, technological,
  and instrumental knowledge of the context related to the ecological
  transition of systems, services and products.
  cc4 - Knowledge of advanced design tools (mechanical, thermo-fluid
  dynamical, electrical, or multi-physics) for modelling and numerical
  simulation of components or systems.
  cc6 - Knowledge of thermodynamic, thermo-fluid-dynamical,
  thermo-chemical and electrical phenomena underlying the main
  energy conversion systems.
  cc7 - The knowledge of main renewable energy sources and energy
  storage systems and the knowledge of the criteria for their
  integration with conventional production systems.
  Applying knowledge and understanding
  ca1 - The ability to identify, formulate and solve industrial
  engineering problems, defining specifications, technical, social,environmental, and commercial constraints.
  ca3 - The ability to select and apply methods for the development of
  new processes, systems, and components.
  ca5 - The ability to combine theory and practice to identify and solve
  multidisciplinary engineering problems, considering constraints,
  including non-technical ones.
  Making judgments
  ag1 - The ability to independently analyse data and information,
  draw objective conclusions and make consequential decisions.
  Communication skills
  ac2 - The ability to professionally present problems, solutions,
  analyses and results through written reports and verbal
  presentations.

The course will provide an overview on the current research on the
most credited methods for renewable energy conversion. The main
topics covered are:

• Introduction on renewable energy status
• Wind energy (HAWTs, VAWTs, simulation techniques)
• Solar energy (photovoltaics, thermal and concentrating solar
  power)
• Geothermal energy
• Marine energy (hydrokinetic and tidal turbines, wave energy
  converters)
• Smart grids and storage technologies

Student’s evaluation will be made based on an oral exam including
three questions. These could deal with the design of one of the
energy conversion systems analyzed in the course or with their
management (ca1, ca3, ca5). A specific evaluation will be made
about the competences on fluid dynamics, thermodynamics and
working principles of these systems (cc4, cc6, cc7). Thanks to the
oral exam, oral exposition skills will be testes (ac2), as well as those
related to graphics and technical skills, with particular focus on the
creation of a critical thinking on energy-related issues (cc 1, ag1).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Slides of the course, made available by the professors

Obiettivo generale: L'aviazione civile ha un ruolo fondamentale nella società attuale. Le strategie di sviluppo dei motori aeronautici della prossima generazione devono affrontare la sfida della crescita sostenibile del traffico aereo, cercando di aumentare le prestazioni e diminuendo al contempo l'impronta ambientale e il riscaldamento globale con una progressiva decarbonizzazione.
Fornire le basi per la comprensione del funzionamento e della progettazione aerodinamica dei principali moduli di un motore aeronautico basato su turbina a gas. Tendenze di ricerca per lo sviluppo dell'aviazione civile;
Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica (B410):
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
Lo studente acquisisce una conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria (CC01B410), che gli consente di identificare e risolvere problemi complessi attraverso un approccio interdisciplinare. Tale base scientifica si declina nello studio di strumenti per la modellazione dei sistemi energetici, meccanici e propulsivi (CC06B410), essenziali per supportare l’analisi e la progettazione di sistemi e componenti avanzati. La formazione comprende approfondimenti di termodinamica applicata, termoeconomia e sostenibilità ambientale (CC14B410), fornendo le metodologie per individuare le inefficienze termodinamiche ed economiche degli impianti e delle macchine. Infine, il percorso garantisce competenze specifiche in fluidodinamica applicata e macchine (CC08B410), approfondendo i principi di progettazione dei sistemi di conversione dell’energia e propulsivi, dall’approccio 0D fino alla CFD (Computational Fluid Dynamics) per l’ottimizzazione avanzata.
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sviluppa la capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici, elettrici e propulsivi (CA06B410), applicando i modelli alla base dell'ingegneria industriale. È in grado di applicare la propria conoscenza in campo termo-fluidodinamico e macchinistico (CA03B410) per la risoluzione di problemi di termodinamica teorica ed applicata e di scambio termico. Queste competenze permettono di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti (CA04B410), curandone ogni fase, dagli aspetti base fino all’implementazione pratica. La preparazione conseguita permette inoltre di accedere con successo al terzo livello degli studi universitari (CA09B410), come master di secondo livello o scuole di dottorato, per approfondire ulteriormente le capacità nell’ambito della ricerca.
Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica (B412):
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
Lo studente acquisisce una conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria (CC01B412), sia in termini generali che specifici del settore meccanico, permettendogli di identificare, formulare e risolvere problemi complessi attraverso approcci interdisciplinari. Tale bagaglio conoscitivo include la padronanza di strumenti per la modellazione dei sistemi energetici, meccanici e propulsivi (CC06B412), fondamentali per supportare le fasi di analisi e progettazione di componenti avanzati. La formazione è completata dallo studio della fluidodinamica applicata e delle macchine (CC08B412), che fornisce i principi necessari alla comprensione dei sistemi di conversione dell’energia e dei componenti meccanici rotanti
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente sviluppa la capacità di applicare la propria conoscenza per identificare problemi e formulare soluzioni (CA03B412) nell'ambito dell'ingegneria meccanica, gestendo la progettazione e la verifica di sistemi ad elevata complessità funzionale. Grazie a solide basi metodologiche, è in grado di scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione (CA06B412), basati su analisi matematiche e numeriche, per simulare il comportamento di impianti e migliorarne le prestazioni. La preparazione fornirà la capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti (CA04B412), a partire dagli aspetti teorici di base. Tale preparazione garantisce inoltre la capacità di raggiungere una preparazione adeguata per accedere al terzo livello degli studi universitari (CA09B412), come master di secondo livello o scuole di dottorato, favorendo l'approfondimento delle capacità nell'ambito della ricerca.
Competenze trasversali:
Oltre alle competenze tecniche, l’attività formativa integra la capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni (AG01) per trarre conclusioni oggettive e assumere decisioni conseguenti. Lo studente sviluppa la capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze (AG05) e la capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo (AP01) nell'area dell'ingegneria energetica. Infine, lo studente matura abilità nella rappresentazione e comunicazione grafica (AC03), essendo in grado di redigere in modo professionale schemi, grafici e tabelle per la comunicazione tecnica.

Architettura dei motori per aeronautica civile
Transizione dello strato limite nelle turbomacchine
Emissioni acustiche dei motori aeronautici
Stallo e pompaggio nei compressori assiali
Aerodinamica dei fan aeronautici.

La valutazione dello studente prevede una prova finale di tipo orale consistente in 2-3 domande sugli argomenti dell'insegnamento. La valutazione prenderà in considerazione la chiarezza espositiva, il livello di approfondimento e la completezza delle risposte.
1. Verifica di conoscenze e comunicazione:
Lo studente dovrà dimostrare di saper rispondere a domande teoriche per attestare una conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria (CC01B410, CC01B412) e di possedere la capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi (CA06B410, CA06B412) per interpretare correttamente i risultati su problematiche progettuali e di analisi delle prestazioni. Durante il colloquio, lo studente dovrà dar prova di un linguaggio tecnico adeguato, frutto della capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni (AG01), dimostrando di saper esporre i propri argomenti anche attraverso la capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (AC03) mediante l'uso di grafici e schemi
2. Verifica delle capacità metodologiche e progettuali:
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito un'adeguata padronanza degli strumenti per la modellazione dei sistemi energetici, meccanici e propulsivi (CC06B410, CC06B412) per impostare analisi basate su approfondimenti di termodinamica applicata e sostenibilità ambientale (CC14B410) o sui principi di fluidodinamica applicata e macchine (CC08B412). Tali analisi sono finalizzate a comprendere il comportamento dei componenti, individuare inefficienze e migliorare le prestazioni attraverso la capacità di applicare la propria conoscenza (CA03B410, CA03B412) per identificare problemi e formulare soluzioni. Lo studente dovrà infine saper formulare soluzioni adeguate dimostrando la capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti (CA04B410, CA04B412), a partire dagli aspetti base.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Dispense dell’insegnamento disponibili tramite piattaforma MOODLE

Fornire allo studente una panoramica circa lo stato della ricerca nell'energia eolica e marina. Saranno traguardate le seguenti capacità .
CA01: La capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche per lo sviluppo di modelli di sistemi complessi.
CA02: La capacità di realizzare progetti ingegneristici, lavorando in un ambiente multidisciplinare.
CA03: La capacità di applicare la propria conoscenza in campo termo-fluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico.
CA04: La capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base fino all’implementazione.
CA06: La capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all’ingegneria meccanica ed energetica.
CA09: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA10: La capacità di analizzare le tecnologie degli impianti, dei componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria e le loro implicazioni economiche.
CA11: La capacità di identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, definendo le specifiche, vincoli tecnici, sociali, ambientali e commerciali.
CA12: La capacità di Analizzare, progettare e gestire sistemi integrati innovativi ad energie rinnovabili, sostenibilità e impatto ambientale ed economico.
CA13: La capacità di identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, in particolare energetica.
CA14: La capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi.
AG01: La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali.
AG02: La Capacità di valutare diverse opzioni o soluzioni ad un problema e di prendere decisioni informate sui propri progetti anche sulla base delle norme tecniche di riferimento.
AG03: La capacità di lavorare in gruppo in modalità coordinata, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l'ambito applicativo.
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze.
AC01: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali.
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle).
AP01: La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento.
AP02: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.).

1. Introduzione all'energia eolica
2. HAWTs
3. VAWTs
4. Metodi di simulazione
5. Design di parchi eolici
6. FOWT
7. Energia marina

La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di una prova orale articolata su tre domande, le quali potranno vertere sulla progettazione/design di uno dei sistemi di conversione energetica esaminati.
Sarà valutata l'acquisizione delle seguenti competenze:
CC01: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria energetica ed elettrica, per l’identificazione, la formulazione e la risoluzione di problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC02: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC03: La conoscenza e l’utilizzo di strumenti scientifici (informatici e di altra natura) specifici per il settore della progettazione nell’ambito proprio dell’ingegneria energetica.
CC04: La conoscenza dei metodi per ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi.
CC06: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti.
CC07: La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
CC08: Fluidodinamica applicata e macchine: componenti di macchine e sistemi di conversione dell’energia, propulsivi e principi di progettazione.
CC09: La conoscenza multidisciplinare normativa, metodologica, tecnologica e strumentale del contesto relativo alla transizione energetica di sistemi, servizi e prodotti.
CC11: La conoscenza delle principali fonti di energia di tipo rinnovabile e dei sistemi di storage dell’energia e la conoscenza dei criteri per la loro integrazione con sistemi di produzione di tipo convenzionale.

Dispense del corso, fornite dal docente.

Obiettivo generale del corso:
Fornire agli allievi ingegneri Meccanici ed Energetici le conoscenze base riguardanti le 5 principali fonti energetiche rinnovabili e il loro sfruttamento, ivi compresa la capacità di formulare valutazioni quantitative inerenti alla disponibilità temporale e alla quantificazione delle varie fonti e alle relative tecnologie. Gli allievi dovranno acquisire inoltre solide conoscenze delle metodologie d quantificazione e caratterizzazione delle risorse energetiche rinnovabili, con particolare enfasi sugli obiettivi di sostenibilità dello sfruttamento. Fondamentale importanza è data all'abbinamento tra caratteristiche delle risorse e dei sistemi energetici per il loro utilizzo.
Conoscenze erogate:
CC1 (B068): Approfondimento conoscenze in ambito energetico ed elettrico
CC2 (B068): Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi. cc4: Approfondimenti di termodinamica applicata, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche.
CC4 (B049): La conoscenza della termodinamica, teorica ed applicata agli impianti ed ai sistemi energetici, e dei fenomeni fluidodinamici nonché dei modelli in grado di rappresentarli; la conoscenza dei sistemi e delle macchine per la produzione e la conversione dell’energia, con riferimento particolare alle turbomacchine ed agli apparati industriali di combustione. La comprensione del ruolo svolto dalle diverse tecnologie energetiche al fine di garantire la sostenibilità ambientale ed economica della produzione.
CC8 (B068): Risorse energetiche rinnovabili, tecnologie a basso impatto ambientale: caratteristiche e disponibilità, tecnologie consolidate e innovative di sfruttamento. Sostenibilità energetica, ambientale ed economica.
Capacità di applicazione:
CA1 (B068) : Analisi e modellazione di componenti e sistemi elettrici: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all'ingegneria energetica.
CA3 (B068): Progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi
CA4 (B049): La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici, di modellazione e di sperimentazione per progettare, analizzare e collaudare macchine a fluido, motori termici e di sistemi per la conversione dell'energia, includendo: l’applicazione dei criteri di progettazione degli impianti tecnici e termotecnici, di distribuzione dei fluidi e dell'energia; l’applicazione dei principi della termodinamica a sistemi semplici; la comprensione dei principali cicli termodinamici e la lettura di diagrammi termodinamici; l’individuazione dei meccanismi di trasmissione del calore significativi per le applicazioni ingegneristiche; l’analisi e la progettazione funzionale di apparati di interesse meccanico quali turbomacchine, impianti di conversione energetica e motori a combustione interna; la valutazione delle prestazioni energetiche, economiche e ambientali di macchine a fluido, termiche e di elementi oleodinamici.
CA7 (B068): Analizzare, progettare e gestire sistemi integrati innovativi ad energie rinnovabili, sostenibilità e impatto ambientale ed economico (uso delle risorse rinnovabili)
ca8 (B068): Capacità di analizzare le tecnologie degli impianti, componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria, implicazioni economiche
COMPETENZE TRASVERSALI
CT3 (B068, B049): Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
CT4 (B068, B049): Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
CT6 (B068, B049): Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)

• Il concetto di fonti energetiche rinnovabili
• Il contesto energetico a livello nazionale e internazionale
• ENERGIA IDROELETTRICA
• ENERGIA GEOTERMICA
• ENERGIA SOLARE (Fotovoltaica, termica, solar cooling)
• ENERGIA EOLICA
• ENERGIA DA BIOMASSE

Esame orale sugli argomenti e le esercitazioni del corso
La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di una prova orale, che consiste in due parti fondamentali:
1) impostazione e risoluzione di un problema applicativo: qui lo studente deve impostare l’analisi e/o il progetto base di un sistema basato su una delle 5 fonti rinnovabili oggetto del corso, dimostrando di aver acquisito un'adeguata conoscenza degli strumenti per la modellazione a disposizione del progettista (CC2-B068, CC8-B068, CC4 B049) per impostare analisi affidabili al fine di pervenire alla progettazione di massima di componenti e impianti a energie rinnovabili, ricavare informazioni per migliorarne le prestazioni (CC4-B068, CC4 B049) e formulare soluzioni adeguate in termini di efficienza, utilizzo delle risorse e impatto economico/ambientale (CA1-B068, CA3-B068, CA7-B068, CA8-B068, CA4 B049), anche in relazione alla variabilità naturale delle risorse. In questa parte dell’esame lo studente deve mostrare dimestichezza nella schematizzazione grafica dei problemi (CT4- B068, CT4- B049), unitamente ad un’adeguata espressione delle argomentazioni oggetto della progettazione (CT4- B068, CT4- B049). Infine, in questa parte dell’esame lo studente è anche stimolato a fornire indicazioni riguardanti la ricerca di dati e riferimenti utili alla risoluzione del problema (CT6- B068, CT6- B049)
2) esposizione e discussione di una delle tecnologie (e delle relative caratteristiche) per l’utilizzo delle energie rinnovabili oggetto del corso. Qui lo studente deve mostrare un’adeguata conoscenza della risorsa rinnovabile oggetto della discussione e delle tecnologie più adeguate ad un efficace utilizzo (CC8- B068, CC4 B049). Nell’esposizione lo studente deve esibire un’adeguata espressione lessicale tecnica (CT3-B068, CT3- B049), aiutandosi anche con schemi e rappresentazioni grafiche (CT4-B068, CT4- B049) e mostrando dimestichezza con l’utilizzo di database a supporto (CT6-B068, CT6 B049). Nella discussione lo studente deve mostrare padronanza delle conoscenze base in ambito energetico ed elettrico (CC1-B068, CC4 B049), di termodinamica applicata e dei sistemi per la produzione e la conversione dell’energia. Dovrà inoltre conoscere i concetti base dell’analisi dinamica delle risorse rinnovabili discontinue abbinate ad accumuli, individuando parametri e delineando strategie per un loro utilizzo ottimale ed efficiente in termini economici e produttivi (CC4-B068, CC8-B068, CC4 B049).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Parti di più testi (inclusi documenti web), suggeriti all'inizio di ogni argomento

B248 - MECHANICAL ENGINEERING FOR SUSTAINABILITY
1) The course aim is to provide an overview of the hybrid systems for ground, marine and aircraft propulsion.
2) Knowledge and understanding:
CC4B248: Knowledge of advanced design tools (mechanical, thermo-fluid dynamical, electrical, or multi-physics) for modelling and numerical simulation of components or systems.
CC6B248: Knowledge of thermodynamic, thermo-fluid-dynamical, thermo-chemical and electrical phenomena underlying the main energy conversion systems.
CC9B248: Knowledge of vehicles and their technical and design characteristics for the development of sustainable mobility.
3) Applying knowledge and understanding:
CA2B248: The ability to carry out engineering projects, working in a multidisciplinary environment.
CA5B248: The ability to combine theory and practice to identify and solve multidisciplinary engineering problems, considering constraints, including non-technical ones.
4) Making judgements:
AG1B248: The ability to independently analyse data and information, draw objective conclusions and make consequential decisions.
5) Communication skills:
AC2B248: The ability to professionally present problems, solutions, analyses and results through written reports and verbal presentations
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B068 - INGEGNERIA ENERGETICA
1) The course aim is to provide an overview of the hybrid systems for ground, marine and aircraft propulsion.
2) Knowledge and understanding:
CC1B068 : In-depth knowledge in the field of energy and electricity.
CC2B068 : Tools for modeling energy/mechanical/propulsion systems and their role in supporting the analysis and design of systems and components. Understanding the organization of information in databases and computer design to support processes.
CC5B068 : Applied fluid dynamics and machinery: machine components and systems for energy conversion, propulsion and design principles: from the 0D basic approach to CFD for advanced design (optimization).
CC10B068 : Multidisciplinary context of energy engineering and problem solving orientation, which starts from the problem to go back to the causes and possible solutions, typically multidisciplinary.
3) Applying knowledge and understanding:
CA1B068 : Ability of analysis and modeling of mechanical/electrical/propulsive components and systems: basic problems and models for industrial engineering, with special reference to mechanical and energy engineering.
CA5B068 : Identify, formulate and solve industrial engineering problems, with special focus to energy issues.
CA9B068 : Ability of combining theory and practice to solve multidisciplinary engineering problems.
4) Soft Skills:
CT3B068 : Development of an adequate expression and technical discussion of own arguments.
CT4B068 : Graphic representation and communication (drafting of diagrams, graphs and tables).

Hybrid solutions for air (aircraft and helicopters), ground and marine applications

1) Oral examination
2) Theoretical questions and ability to interpret the design solutions and performance of the components covered in the course. The student shall demonstrate the ability to describe problems, solutions, analyses, and results through verbal presentations and drafting of diagrams (AC2).
3) The student shall demonstrate the acquisition of an adequate knowledge of the theoretical and scientific aspects (CC6, CC9) and of the numerical tools available to the designers (CC4) to combine theory and practice to identify and solve multidisciplinary problems (CA3) and to develop engineering projects (CA2, CA5); also showing the ability to critically analyse data, draw objective conclusions and make consequential decisions (AG1).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Lecture notes

Per maggiore completezza le parti A e B vengono riportate integralmente, per questo specifico syllabus si consideri la parte B
L’obiettivo del corso (parte A e parte B) è fornire le conoscenze riguardo a:
Gli Impianti con turbine a gas in generale per i diversi impieghi terrestri (parte A)
Specifici approfondimenti relativi alle problematiche termiche delle turbine e a quelle connesse ai processi di combustione (parte B)
CAPACITA' E CONOSCENZE ACQUISITE AL TERMINE DEL CORSO:
Parte A (3 CFU) - questa sezione è condivisa con l’insegnamento di Turbine a Gas Industriali ed aeronautiche @B410 e @B309, conseguentemente sono specificate cc,ca ag,ac,ap.,.
Saper valutare le prestazioni di un impianto di potenza basato su turbina a gas, in condizioni reali di funzionamento (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9) .
Conoscere e confrontare diverse tipologie di impianto di potenza con particolare attenzione ai sistemi di combustione, ai combustibili utilizzati e al relativo impatto ambientale (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Conoscere e confrontare i diversi sistemi di regolazione degli impianti con turbina a gas (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Saper modellare e simulare con adeguati software il funzionamento reale di un impianto a partire da semplici datasheet reperibili pubblicamente. (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca 6, ca8, ca14 - @B309-cc4,cc9,ca9)
La predisposizione di un elaborato relativo alla simulazione di un impianto specifico e l’esame orale volto a determinare la capacità di descrivere e commentare i diversi fattori che influenzano il funzionamento reale della macchina ed il suo adattamento a specifiche condizioni di funzionamento tramite appropriati sistemi di regolazione, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2)
Parte B (4 CFU) - questa sezione è condivisa con l’insegnamento di Scambio termico nelle macchine @B410 e @B412, conseguentemente sono specificate cc,ca,ag,ac,ap.
Saper definire una problematica termica nelle applicazioni con turbina a gas (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Individuare le metodologie di calcolo per la determinazione del carico e dello stato termico di un componente ai fini della procedura di progetto e/o verifica del medesimo. (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Saper selezionare adeguati sistemi per il contenimento del carico termico di un componente. (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Saper individuare le metodologie di calcolo per la progettazione di massima di un combustore e la valutazione del suo stato termico a fronte dell’utilizzo di diverse tipologie di combustibili (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
La predisposizione di specifiche esercitazioni di calcolo applicato, per la soluzione di problematiche di scambio termico e di conduzione del calore, e l’esame orale, volto a determinare la capacità di descrivere, attraverso le opportune metodologie analitiche le diverse fenomenologie fisiche, una specifica problematica di raffreddamento dei componenti caldi di turbina a gas, mostrando la capacità di individuare e confrontare fra loro diverse soluzioni tecniche applicabili al caso specifico, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2).
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda l’Ordinamento del corso di studio

Per maggiore completezza le parti A e B vengono riportate integralmente, per questo specifico syllabus si consideri solo la parte A
L’obiettivo del corso (parte A e parte B) è fornire le conoscenze riguardo a:
Gli Impianti con turbine a gas in generale per i diversi impieghi terrestri (parte A)
Specifici approfondimenti relativi alle problematiche termiche delle turbine e a quelle connesse ai processi di combustione (parte B)
CAPACITA' E CONOSCENZE ACQUISITE AL TERMINE DEL CORSO:
Parte A (3 CFU) - questa sezione è condivisa con l’insegnamento di Turbine a Gas Industriali ed aeronautiche @B410 e @B309, conseguentemente sono specificate cc,ca ag,ac,ap.,.
Saper valutare le prestazioni di un impianto di potenza basato su turbina a gas, in condizioni reali di funzionamento (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9) .
Conoscere e confrontare diverse tipologie di impianto di potenza con particolare attenzione ai sistemi di combustione, ai combustibili utilizzati e al relativo impatto ambientale (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Conoscere e confrontare i diversi sistemi di regolazione degli impianti con turbina a gas (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Saper modellare e simulare con adeguati software il funzionamento reale di un impianto a partire da semplici datasheet reperibili pubblicamente. (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca 6, ca8, ca14 - @B309-cc4,cc9,ca9)
La predisposizione di un elaborato relativo alla simulazione di un impianto specifico e l’esame orale volto a determinare la capacità di descrivere e commentare i diversi fattori che influenzano il funzionamento reale della macchina ed il suo adattamento a specifiche condizioni di funzionamento tramite appropriati sistemi di regolazione, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2)
Parte B (4 CFU) - questa sezione è condivisa con l’insegnamento di Scambio termico nelle macchine @B410 e @B412, conseguentemente sono specificate cc,ca,ag,ac,ap.
Saper definire una problematica termica nelle applicazioni con turbina a gas (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Individuare le metodologie di calcolo per la determinazione del carico e dello stato termico di un componente ai fini della procedura di progetto e/o verifica del medesimo. (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Saper selezionare adeguati sistemi per il contenimento del carico termico di un componente. (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Saper individuare le metodologie di calcolo per la progettazione di massima di un combustore e la valutazione del suo stato termico a fronte dell’utilizzo di diverse tipologie di combustibili (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
La predisposizione di specifiche esercitazioni di calcolo applicato, per la soluzione di problematiche di scambio termico e di conduzione del calore, e l’esame orale, volto a determinare la capacità di descrivere, attraverso le opportune metodologie analitiche le diverse fenomenologie fisiche, una specifica problematica di raffreddamento dei componenti caldi di turbina a gas, mostrando la capacità di individuare e confrontare fra loro diverse soluzioni tecniche applicabili al caso specifico, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2).
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda l’Ordinamento del corso di studio

Parte A - Impianti di potenza
Tendenze sviluppo Turbine A Gas , Sistemi di combustione nelle TAG,
Off-design TAG e Cicli combinati ed altri impieghi industriali
Parte B -Scambio Termico e Combustione nelle Turbine a gas
Raffreddamento (Impingement e Turbolatori), Protezione (Film cooling e
Barriera termica), Sistemi aria secondaria e tenute, Camere di
combustione,

Per maggiore completezza le parti A e B vengono riportate integralmente, per questo specifico syllabus si consideri la parte B
Laboratorio di modellazione di turbine a gas - (Parte A)
Laboratorio di analisi termofluidodinamica (numerica,sperimentale progettuale) di componenti di macchina ad alta temperatura- (Parte B) (il corso comprende una parte C, tenuta da altro docente, cui si estendono i laboratori per l’ambito sperimentale)
Prova Orale (Parte A e Parte B+C)
Nel Laboratorio di modellazione di Turbine a gas gli studenti in piccoli gruppi (3-4) affrontano dei casi specifici di studio di impianti con turbina a gas con modelli numerici OD dei diversi componenti. I laboratori si tengono nell'ultimo mese del corso in sostituzione delle lezioni frontali.
Nel Laboratorio di Analisi Termofluidodinamica gli studenti in aula affrontano dei casi specifici di studio di componenti ad alta temperatura (pale turbina, dischi, combustori) al fine di applicare a casi specifici le procedure per il calcolo del carico termico applicato ad uno specifico componente e l'analisi conduttiva sui medesimi componenti al fine di calcolare la distribuzione di temperatura nei medesimi (le tematiche sperimentali vengono trattate nella parte C).
Nella prova orale si discute l'elaborato prodotto nello specifico laboratorio (parte A), si verifica la frequenza ai laboratori proposti (parte B+C), cui si aggiunge una domanda teorica articolata sugli argomenti trattati a lezione, integrando sia la parte B che la parte C (tenuta da altro docente), nel caso la frequenza ai laboratori (parte B e parte C) sia parziale o non verificata, nell'esame orale vengono anche verificate le specifiche competenze sopra descritte con ulteriori domande.
Nel Laboratorio di modellazione di impianti (parte A) si evidenziano le cc (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)in un contesto indirizzato al problem solving e dalla discussione degli esiti inoltre deve emergere un’adeguate capacità di presentazione dell’elaborato prodotto, nel complesso si possono quindi verificare le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2).
Nel Laboratorio di analisi termofluidodinamica (parte B) si esercitano cc e ca evidenziate negli obiettivi formativi, in un contesto indirizzato al problem solving pur guidato, (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Nel corso della domanda orale si accertano in particolare le cc (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12 @B412-cc1,cc2,cc8), in forma più teorica e si richiedono adeguate capacità (@B410- ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412 ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13) nel trattare ed applicare a casi specifici gli argomenti discussi a lezione. In generale in questo contesto si applicano e si verificano anche le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2)
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda la sezione Obiettivi Formativi e l’Ordinamento del corso di studio.
per iscriversi utilizzare l'apposito servizio si
prenotazione esami http://sol.unifi.it
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Per maggiore completezza le parti A e B vengono riportate integralmente, per questo specifico syllabus si consideri solo la parte A
Laboratorio di modellazione di turbine a gas - (Parte A)
Laboratorio di analisi termofluidodinamica (numerica,sperimentale progettuale) di componenti di macchina ad alta temperatura- (Parte B) (il corso comprende una parte C, tenuta da altro docente, cui si estendono i laboratori per l’ambito sperimentale)
Prova Orale (Parte A e Parte B+C)
Nel Laboratorio di modellazione di Turbine a gas gli studenti in piccoli gruppi (3-4) affrontano dei casi specifici di studio di impianti con turbina a gas con modelli numerici OD dei diversi componenti. I laboratori si tengono nell'ultimo mese del corso in sostituzione delle lezioni frontali.
Nel Laboratorio di Analisi Termofluidodinamica gli studenti in aula affrontano dei casi specifici di studio di componenti ad alta temperatura (pale turbina, dischi, combustori) al fine di applicare a casi specifici le procedure per il calcolo del carico termico applicato ad uno specifico componente e l'analisi conduttiva sui medesimi componenti al fine di calcolare la distribuzione di temperatura nei medesimi (le tematiche sperimentali vengono trattate nella parte C).
Nella prova orale si discute l'elaborato prodotto nello specifico laboratorio (parte A), si verifica la frequenza ai laboratori proposti (parte B+C), cui si aggiunge una domanda teorica articolata sugli argomenti trattati a lezione, integrando sia la parte B che la parte C (tenuta da altro docente), nel caso la frequenza ai laboratori (parte B e parte C) sia parziale o non verificata, nell'esame orale vengono anche verificate le specifiche competenze sopra descritte con ulteriori domande.
Nel Laboratorio di modellazione di impianti (parte A) si evidenziano le cc (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)in un contesto indirizzato al problem solving e dalla discussione degli esiti inoltre deve emergere un’adeguate capacità di presentazione dell’elaborato prodotto, nel complesso si possono quindi verificare le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2).
Nel Laboratorio di analisi termofluidodinamica (parte B) si esercitano cc e ca evidenziate negli obiettivi formativi, in un contesto indirizzato al problem solving pur guidato, (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Nel corso della domanda orale si accertano in particolare le cc (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12 @B412-cc1,cc2,cc8), in forma più teorica e si richiedono adeguate capacità (@B410- ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412 ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13) nel trattare ed applicare a casi specifici gli argomenti discussi a lezione. In generale in questo contesto si applicano e si verificano anche le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2)
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda la sezione Obiettivi Formativi e l’Ordinamento del corso di studio.
per iscriversi utilizzare l'apposito servizio si
prenotazione esami http://sol.unifi.it
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

H.Saravanamuttoo, G.Rogers, H.Cohen "Gas Turbine Theory"
Pearson Education Limited 2009
J.C Han; S. Dutta and S.V. Ekkad " GAs Turbine Heat Transfer and Cooling
Technology" Taylor&Francis; New York, 2000.
B. Lakshminarayana; "Fluid Dynamics and Heat Transfer of
Turbomachinery". Jhon Wiley and Sons; New York, 1996.
Arthur H. Lefebvre "Gas Turbine Combustion"; Taylor&Francis; New York,
Lezioni disponibili, in inglese, su Moodle https://e-l.unifi.it/ nella sezione specifica del corso

L'obiettivo generale del corso è quello di fornire competenze nell'ambito delle macchine volumetriche motrici (Motori a Combustione Interna) ed operatrici (compressori e pompe volumetriche).
In particolare saranno erogate conoscenze sugli aspetti termo-fluidodinamici, sui principali criteri per il design e per l'analisi delle performance.
Lo studente della Laurea Magistrale in Energetica (ENM) maturerà le seguenti Conoscenze Capacità e Abilità:
CA02: La capacità di realizzare progetti ingegneristici, lavorando in un ambiente multidisciplinare.
CA03: La capacità di applicare la propria conoscenza in campo termo-fluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico.
CA04: La capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base fino all’implementazione.
CA06: La capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all’ingegneria meccanica ed energetica.
CA07: La capacità approfondita di scegliere e utilizzare attrezzature, strumenti, procedure e metodi appropriati, anche attraverso l’uso di modelli teorici, conoscendone i limiti e le potenzialità.
CA08: La capacità di valutare criticamente dati e risultati e trarre conclusioni appropriate, consapevoli del grado di incertezza da cui potrebbero essere affette.
CA09: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA13: La capacità di identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria industriale, in particolare energetica.
CA14: La capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi.
CC01: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria energetica ed elettrica, per l’identificazione, la formulazione e la risoluzione di problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare.
CC05: La conoscenza di metodi per la pianificazione e lo svolgimento di attività sperimentali di elevata complessità per l’analisi di componenti e sistemi.
CC07: La conoscenza di strumenti avanzati di progettazione (meccanica, termofluidodinamica, elettrica o multi-fisica) per la modellazione e la simulazione numerica di componenti o sistemi.
CC08: Fluidodinamica applicata e macchine: componenti di macchine e sistemi di conversione dell’energia, propulsivi e principi di progettazione.
CC10: La conoscenza delle macchine elettriche e dei relativi sistemi di alimentazione per trazione. La conoscenza degli aspetti strutturali e termo-fluidodinamici dei motori a combustione interna.
CC13: La conoscenza dei fenomeni termodinamici, termo-fluidodinamici, termo-chimici ed elettrici alla base dei principali sistemi di conversione energetica.
AG01: La capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni, trarre conclusioni oggettive ed assumere decisioni consequenziali.
AG03: La capacità di lavorare in gruppo in modalità coordinata, avendo chiaro il contesto della problematica ingegneristica e le implicazioni interdisciplinari che contraddistinguono l'ambito applicativo.
AG04: Autonomia nel rispetto di impegni e tempi, con riferimento alla capacità di allocare il tempo e le risorse disponibili per rispettare le scadenze, di valutare correttamente le proprie capacità e risorse per garantire che gli impegni siano realistici e raggiungibili e di prioritizzare le attività in base alla loro importanza e alle scadenze.
AG05: La capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze.
AC01: La capacità di poter comunicare e trasferire informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
AC02: La capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni, analisi e risultati attraverso rapporti scritti e presentazioni verbali.
AC03: Capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle).
AP01: La capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo nell'area ingegneristica di riferimento.
AP02: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.).
Lo studente della Laurea Magistrale in Meccanica (MEM) maturerà per il corso di Motori a Combustione Interna:
1. Conoscenza e Comprensione (Knowledge and Understanding)

• CC4: Conoscenza della termodinamica, teorica ed applicata agli impianti ed ai sistemi energetici, dei fenomeni fluidodinamici e dei relativi modelli. Include la conoscenza di macchine per la produzione e conversione dell’energia (turbomacchine, apparati industriali di combustione) e il ruolo delle tecnologie per la sostenibilità ambientale ed economica.
  2. Capacità di Applicare Conoscenza e Comprensione (Applying Knowledge and Understanding)
• CA4: Capacità di scegliere e applicare metodi analitici e di modellazione per progettare, analizzare e collaudare macchine a fluido, motori termici e sistemi di conversione dell'energia. Include la progettazione funzionale di motori a combustione interna e la valutazione delle loro prestazioni energetiche, economiche e ambientali.
  3. Autonomia di Giudizio (Making Judgements)
• AG1: Capacità di analizzare dati, interpretare risultati e trarre conclusioni coerenti.
• AG2: Capacità di confrontare diverse soluzioni ingegneristiche e contribuire a scelte tecniche motivate in base a norme e procedure standard.
• AG3: Capacità di lavorare in gruppo in modo collaborativo, riconoscendo le implicazioni interdisciplinari.
• AG4: Capacità di organizzare il proprio lavoro rispettando scadenze e gestendo le risorse disponibili.
• AG5: Capacità di riconoscere i propri limiti conoscitivi e individuare fonti per acquisire nuove competenze.
  4. Capacità di Comunicazione (Communication Skills)
• AC1: Capacità di comunicare informazioni, idee e soluzioni tecniche a interlocutori specialisti e non, usando un linguaggio appropriato.
• AC2: Capacità di presentare problemi e risultati in modo chiaro tramite rapporti scritti e presentazioni orali standardizzate.
• AC3: Capacità di rappresentazione grafica di dati e soluzioni tecniche mediante schemi, grafici e tabelle.
  5. Capacità di Apprendimento (Learning Skills)
• AP1: Capacità di apprendere e aggiornare le proprie conoscenze nell’area ingegneristica, anche in modo autonomo.
• AP2: Capacità di reperire e consultare fonti bibliografiche e documentazione tecnica (banche dati, manuali, fonti digitali).
• AP3: Capacità di apprendere tramite metodi basati su progetti e sulla risoluzione di problemi (Problem Based Learning – PBL) applicati a casi reali.
• AP4: Capacità di comprendere i principi di progettazione, produzione e manutenzione nel rispetto dei requisiti di qualità, sicurezza e delle norme tecniche (ISO, UNI, ecc.)

-Classificazione dei MCI - Il funzionamento dei motori 2T e 4T - Cenni ai cicli termodinamici di riferimento - Parametri geometrici e cinematici caratteristici. Lavoro, potenza e rendimento
-Coppia – PMI – PME – PMA – Potenza specifica e specifica areale
-Considerazioni sulla potenza: dipendenza da Cilindrata, numero cilindri, rapporto corsa alesaggio
-Leggi di similitudine - Curve caratteristiche - Accoppiamento motore-utilizzatore
-Esame su un elevato campione di veicoli benzina e Diesel dei parametri introdotti
-Regolazione dei motori Otto e Diesel
-Alimentazione aria nel motore a quattro tempi: determinazione del -coefficiente di riempimento - effetti quasi stazionari
-Condizione di flusso attraverso le valvole, il coefficiente di efflusso: espressione analitica e valutazione sperimentale - banco di flussaggio
-Sistemi di aspirazione e scarico: condizioni di moto del fluido, fenomenologia degli effetti dinamici
-Effetti dinamici in un motore a quattro tempi - Diagramma di distribuzione - Anticipi apertura e posticipi chiusura valvole - Sistemi di fasatura variabile delle valvole – geometria variabile dei condotti.
-Alimentazione aria nel motore a due tempi: il processo di lavaggio e disposizione delle luci, coefficiente di efflusso, analisi sperimentale del processo di lavaggio, progetto dei gruppi di lavaggio e scarico, il carter pompa. Effetti dinamici in un due tempi veloce.
-Sovralimentazione. Elementi base – sovralimentazione a pressione costante – sovralimentazione a impulsi. Accoppiamento motore-sovralimentatore
-Cenni alle caratteristiche dei combustibili per motori: combustibili attualmente utilizzati e loro caratteristiche (potere calorifico, resistenza alla detonazione, accendibilità, volatilità, ecc.)
-Alimentazione combustibile nel motore Otto: carburatore elementare e dispositivi supplementari, sistemi di iniezione indiretta e diretta per motori Otto"
-Iniezione di combustibile nel motore Diesel: principali sistemi di iniezione e soluzioni costruttive - Common Rail - caratteristiche dello spray di combustibile.
-Moti della carica nel cilindro: Medie di insieme, fluttuazioni, intensità di turbolenza, moti organizzati della carica: Swirl-Tumble-Squish
-Combustione. Fasi della combustione nei motori ad accensione comandata. Propagazione del fronte di fiamma. Dispersione ciclica. Legge di rilascio del calore. Combustioni anomale: accensione a superficie, detonazione. Combustione Diesel: ritardo di accensione, motori ad iniezione diretta e a precamera. Legge di rilascio del calore
Macchine volumetriche
-Classificazione delle Macchine Volumetriche. Macchine alternative e rotative. Macchine motrici e operatrici.
-Generalità sul funzionamento. Cenni ai cicli termodinamici di riferimento - Parametri geometrici e cinematici caratteristici.
-Principali tipologie e campi di applicazione
-Lavoro, potenza e rendimento
-Ciclo indicato dei compressori alternativi
-Valvole automatiche, tipologie e problematiche associate
-Curve caratteristiche e regolazione delle prestazioni

La verifica dell'apprendimento viene effettuata tramite una prova orale durante la quale vengono rivolte domande su, generalmente, 3 degli argomenti del programma. Si crea così un colloquio verbale portato avanti con un supporto cartaceo in cui il candidato può riportare schemi, formule e grafici. Si verificano la comprensione e l'assimilazione dei concetti trattati, la capacità di riportare i concetti con schemi e grafici, collegare i vari ambiti, la capacità di utilizzare un lessico appropriato.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

G. Ferrari, Motori a Combustione Interna, Esculapio editore
J. B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw Hill International Editions.
G. A. Pignone, U. R. Vercelli, Motori ad alta potenza specifica, Giorgio NADA editore

Al termine dell’insegnamento, lo studente avrà acquisito risultati di apprendimento coerenti con i descrittori di Dublino del Corso di Studio in Ingegneria Energetica, con riferimento ai seguenti ambiti.
Conoscenza e capacità di comprensione (CC)
Lo studente conoscerà i principi teorico-scientifici e applicativi alla base dei processi per la bioenergia e la bioeconomia, con particolare riferimento alle principali fonti rinnovabili di origine biologica, alle proprietà chimico-fisiche delle biomasse, ai processi termo-chimici, biologici e di produzione di biocarburanti, nonché ai criteri di sostenibilità ambientale ed economica dei sistemi di conversione energetica (CC09, CC11, CC13, CC14).
Capacità di applicare conoscenza e comprensione (CA)
Lo studente sarà in grado di analizzare e modellare componenti, processi e sistemi energetici alimentati da biomasse; identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria energetica; valutare criticamente tecnologie, configurazioni impiantistiche, vincoli tecnici, ambientali ed economici; e impostare soluzioni progettuali per sistemi di conversione energetica, anche complessi o innovativi, nell’ambito della bioenergia e della bioeconomia (CA06, CA08, CA10, CA11, CA12, CA13, CA14).
Autonomia di giudizio (AG)
Lo studente svilupperà la capacità di analizzare autonomamente dati, informazioni tecniche e risultati, confrontare alternative tecnologiche e assumere decisioni motivate sulla base di criteri ingegneristici, ambientali, economici e, ove applicabile, normativi (AG01, AG02).
Abilità comunicative (AC)
Lo studente sarà in grado di comunicare in modo chiaro e tecnicamente appropriato problemi, analisi, risultati e soluzioni relativi ai processi per la bioenergia e la bioeconomia, anche mediante schemi di processo, diagrammi, grafici e tabelle, rivolgendosi a interlocutori specialisti e non specialisti (AC01, AC02, AC03).
Capacità di apprendimento (AP)
Lo studente acquisirà strumenti per l’aggiornamento autonomo e continuo nel settore dell’ingegneria energetica applicata alla bioenergia, anche attraverso l’uso critico di materiale didattico, letteratura tecnico-scientifica, banche dati e attività di apprendimento basate su problemi e casi applicativi (AP01, AP02, AP03).

tipologie di biomasse e proprietà
pretrattamenti
processi di conversione termochimici
digestione anaerobica
biocarburanti

Esame orale.
Lo studente dovrà dimostrare di avere acquisito conoscenze approfondite sui principi e sui processi dell’ingegneria energetica applicati alla bioenergia e alla bioeconomia, con particolare riferimento alle fonti rinnovabili di origine biologica, alle tecnologie di conversione a basso impatto ambientale, ai fenomeni termodinamici, termo-fluidodinamici e termo-chimici alla base dei sistemi di conversione energetica, nonché al loro inquadramento nel contesto della transizione energetica e della sostenibilità ambientale ed economica (CC09, CC11, CC13, CC14).
L’esame orale includerà domande aperte e applicative sulle tecnologie e sui processi discussi durante il corso. Lo studente dovrà dimostrare la capacità di analizzare e modellare componenti, processi e sistemi energetici alimentati da biomasse; identificare, formulare e risolvere problemi di ingegneria energetica; valutare criticamente tecnologie, configurazioni impiantistiche, dati e risultati; e proporre soluzioni coerenti con vincoli tecnici, ambientali ed economici (CA06, CA08, CA10, CA11, CA12, CA13, CA14).
La valutazione terrà inoltre conto della capacità dello studente di assumere un giudizio autonomo nel confronto tra alternative tecnologiche e nella discussione dei risultati (AG01, AG02), nonché della capacità di comunicare in modo chiaro, rigoroso e tecnicamente appropriato problemi, analisi e soluzioni, anche mediante schemi di impianto e di processo, diagrammi, grafici e tabelle (AC01, AC02, AC03).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

1. Slides delle lezioni (con references)
2. Testo “Thermochemical Processing of Biomass: Conversion into Fuels, Chemicals and Power, Second Edition”, Ed. R. C. Brown DOI:10.1002/9781119417637
(Accesso da rete di Ateneo -> https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781119417637)

Per maggiore completezza le parti A e B vengono riportate integralmente, per questo specifico syllabus si consideri la parte B
L’obiettivo del corso (parte A e parte B) è fornire le conoscenze riguardo a:
Gli Impianti con turbine a gas in generale per i diversi impieghi terrestri (parte A)
Specifici approfondimenti relativi alle problematiche termiche delle turbine e a quelle connesse ai processi di combustione (parte B)
CAPACITA' E CONOSCENZE ACQUISITE AL TERMINE DEL CORSO:
Parte A (3 CFU) - questa sezione è condivisa con l’insegnamento di Turbine a Gas Industriali ed aeronautiche @B410 e @B309, conseguentemente sono specificate cc,ca ag,ac,ap.,.
Saper valutare le prestazioni di un impianto di potenza basato su turbina a gas, in condizioni reali di funzionamento (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9) .
Conoscere e confrontare diverse tipologie di impianto di potenza con particolare attenzione ai sistemi di combustione, ai combustibili utilizzati e al relativo impatto ambientale (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Conoscere e confrontare i diversi sistemi di regolazione degli impianti con turbina a gas (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Saper modellare e simulare con adeguati software il funzionamento reale di un impianto a partire da semplici datasheet reperibili pubblicamente. (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca 6, ca8, ca14 - @B309-cc4,cc9,ca9)
La predisposizione di un elaborato relativo alla simulazione di un impianto specifico e l’esame orale volto a determinare la capacità di descrivere e commentare i diversi fattori che influenzano il funzionamento reale della macchina ed il suo adattamento a specifiche condizioni di funzionamento tramite appropriati sistemi di regolazione, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2)
Parte B (4 CFU) - questa sezione è condivisa con l’insegnamento di Scambio termico nelle macchine @B410 e @B412, conseguentemente sono specificate cc,ca,ag,ac,ap.
Saper definire una problematica termica nelle applicazioni con turbina a gas (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Individuare le metodologie di calcolo per la determinazione del carico e dello stato termico di un componente ai fini della procedura di progetto e/o verifica del medesimo. (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Saper selezionare adeguati sistemi per il contenimento del carico termico di un componente. (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Saper individuare le metodologie di calcolo per la progettazione di massima di un combustore e la valutazione del suo stato termico a fronte dell’utilizzo di diverse tipologie di combustibili (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
La predisposizione di specifiche esercitazioni di calcolo applicato, per la soluzione di problematiche di scambio termico e di conduzione del calore, e l’esame orale, volto a determinare la capacità di descrivere, attraverso le opportune metodologie analitiche le diverse fenomenologie fisiche, una specifica problematica di raffreddamento dei componenti caldi di turbina a gas, mostrando la capacità di individuare e confrontare fra loro diverse soluzioni tecniche applicabili al caso specifico, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2).
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda l’Ordinamento del corso di studio

Parte A - Impianti di potenza
Tendenze sviluppo Turbine A Gas , Sistemi di combustione nelle TAG,
Off-design TAG e Cicli combinati ed altri impieghi industriali
Parte B -Scambio Termico e Combustione nelle Turbine a gas
Raffreddamento (Impingement e Turbolatori), Protezione (Film cooling e
Barriera termica), Sistemi aria secondaria e tenute, Camere di
combustione,

Per maggiore completezza le parti A e B vengono riportate integralmente, per questo specifico syllabus si consideri la parte B
Laboratorio di modellazione di turbine a gas - (Parte A)
Laboratorio di analisi termofluidodinamica (numerica,sperimentale progettuale) di componenti di macchina ad alta temperatura- (Parte B) (il corso comprende una parte C, tenuta da altro docente, cui si estendono i laboratori per l’ambito sperimentale)
Prova Orale (Parte A e Parte B+C)
Nel Laboratorio di modellazione di Turbine a gas gli studenti in piccoli gruppi (3-4) affrontano dei casi specifici di studio di impianti con turbina a gas con modelli numerici OD dei diversi componenti. I laboratori si tengono nell'ultimo mese del corso in sostituzione delle lezioni frontali.
Nel Laboratorio di Analisi Termofluidodinamica gli studenti in aula affrontano dei casi specifici di studio di componenti ad alta temperatura (pale turbina, dischi, combustori) al fine di applicare a casi specifici le procedure per il calcolo del carico termico applicato ad uno specifico componente e l'analisi conduttiva sui medesimi componenti al fine di calcolare la distribuzione di temperatura nei medesimi (le tematiche sperimentali vengono trattate nella parte C).
Nella prova orale si discute l'elaborato prodotto nello specifico laboratorio (parte A), si verifica la frequenza ai laboratori proposti (parte B+C), cui si aggiunge una domanda teorica articolata sugli argomenti trattati a lezione, integrando sia la parte B che la parte C (tenuta da altro docente), nel caso la frequenza ai laboratori (parte B e parte C) sia parziale o non verificata, nell'esame orale vengono anche verificate le specifiche competenze sopra descritte con ulteriori domande.
Nel Laboratorio di modellazione di impianti (parte A) si evidenziano le cc (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)in un contesto indirizzato al problem solving e dalla discussione degli esiti inoltre deve emergere un’adeguate capacità di presentazione dell’elaborato prodotto, nel complesso si possono quindi verificare le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2).
Nel Laboratorio di analisi termofluidodinamica (parte B) si esercitano cc e ca evidenziate negli obiettivi formativi, in un contesto indirizzato al problem solving pur guidato, (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Nel corso della domanda orale si accertano in particolare le cc (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12 @B412-cc1,cc2,cc8), in forma più teorica e si richiedono adeguate capacità (@B410- ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412 ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13) nel trattare ed applicare a casi specifici gli argomenti discussi a lezione. In generale in questo contesto si applicano e si verificano anche le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2)
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda la sezione Obiettivi Formativi e l’Ordinamento del corso di studio.
per iscriversi utilizzare l'apposito servizio si
prenotazione esami http://sol.unifi.it
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

H.Saravanamuttoo, G.Rogers, H.Cohen "Gas Turbine Theory"
Pearson Education Limited 2009
J.C Han; S. Dutta and S.V. Ekkad " GAs Turbine Heat Transfer and Cooling
Technology" Taylor&Francis; New York, 2000.
B. Lakshminarayana; "Fluid Dynamics and Heat Transfer of
Turbomachinery". Jhon Wiley and Sons; New York, 1996.
Arthur H. Lefebvre "Gas Turbine Combustion"; Taylor&Francis; New York,
Lezioni disponibili, in inglese, su Moodle https://e-l.unifi.it/ nella sezione specifica del corso

Obiettivi generali del corso
Il corso si propone di fornire le nozioni fondamentali per la comprensione dei processi di combustione che interessano le turbine a gas per applicazioni industriali e aeronautiche. Particolare cura verrà posta alla descrizione delle più moderne metodologie per la simulazione numerica del processo di combustione, con approfondimenti relativi alla modellazione dell'iniezione del combustibile, della formazione di sostanze inquinanti, della insorgenza di instabilità termoacustiche e dei processi di scambio termico convettivo e radiativo. Verranno inoltre descritte le principali metodologie di progettazione aerotermica dei combustori
Laurea Magistrale in ingegneria Energetica (B410)
Conoscenza e capacità di comprensione
Il percorso formativo è concepito per offrire a studentesse e studenti una solida preparazione teorico-scientifica nell'ingegneria energetica ed elettrica, pilastro fondamentale per l'identificazione e la risoluzione di problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare (CC01-B410). Attraverso l'approfondimento della matematica e delle scienze di base, chi partecipa al corso matura la capacità di interpretare e descrivere accuratamente le sfide ingegneristiche più articolate (CC02-B410). Un nucleo centrale dell'insegnamento riguarda lo studio dei fenomeni termodinamici, termo-fluidodinamici e termo-chimici alla base dei principali sistemi di conversione energetica (CC13-B410), con un'attenzione specifica all'analisi delle diverse tipologie di combustibile impiegate nei processi reattivi.
In questo contesto, si analizzano i principi della fluidodinamica applicata e il funzionamento dei componenti di macchine e sistemi propulsivi (CC08-B410). Grande rilievo viene dato alle problematiche dello scambio termico, fornendo le competenze necessarie per l'utilizzo di tecniche di modellazione computazionale e metodologie per la gestione ottimizzata delle reti di scambio (CC12-B410). Inoltre, il corso promuove la conoscenza e l'utilizzo di strumenti scientifici e informatici specifici per la progettazione energetica (CC03-B410) e di modelli avanzati a supporto dell'analisi di sistemi energetici e propulsivi (CC06-B410). Questo bagaglio conoscitivo è completato dalla padronanza di strumenti di progettazione per la simulazione numerica e multi-fisica di componenti e sistemi complessi (CC07-B410).
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Sul piano applicativo, la formazione consente a studentesse e studenti di sviluppare la capacità di applicare le conoscenze ingegneristiche per la creazione di modelli di sistemi complessi (CA01-B410). Chi frequenta il corso sarà in grado di realizzare progetti ingegneristici operando con efficacia in ambienti multidisciplinari (CA02-B410) e di applicare le competenze termo-fluidodinamiche per risolvere problemi pratici di termodinamica e scambio termico (CA03-B410). Le attività didattiche abilitano inoltre all'analisi e alla modellazione di componenti propulsivi, affrontando i problemi tipici dell'ingegneria industriale, meccanica ed energetica (CA06-B410).
Ogni futura professionista e ogni futuro professionista acquisirà la capacità di identificare, formulare e risolvere problemi specifici dell'ingegneria energetica (CA13-B410), arrivando a progettare e gestire sistemi di conversione valutandone criticamente l'impatto ambientale e la complessità impiantistica (CA14-B410). Il percorso mira a rendere chi apprende autonomo nella scelta di attrezzature e metodi appropriati, inclusi i modelli teorici, valutandone consapevolmente limiti e potenzialità (CA07-B410). Si sviluppa inoltre la capacità di valutare criticamente dati e risultati, traendo conclusioni consapevoli del grado di incertezza delle informazioni (CA08-B410). Infine, la preparazione fornita garantisce le basi per intraprendere con successo percorsi di ricerca o studi universitari di terzo livello (CA09-B410)
Laurea Magistrale in ingegneria Meccanica (B412)
Conoscenza e capacità di comprensione
Il corso è strutturato per offrire a studentesse e studenti una conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, con un particolare focus sull'ambito meccanico, essenziale per l'identificazione e la risoluzione di problemi complessi o interdisciplinari (CC01-B412). Attraverso lo studio della matematica e delle scienze di base, chi partecipa al corso acquisisce gli strumenti necessari per interpretare e descrivere i fenomeni ingegneristici più articolati (CC02-B412). Un nucleo centrale dell'insegnamento riguarda la fluidodinamica applicata e le macchine (CC08-B412), ambito in cui viene approfondito lo studio del comportamento delle diverse tipologie di combustibile all'interno dei sistemi di conversione.
Il percorso formativo promuove inoltre una conoscenza multidisciplinare (normativa, metodologica e tecnologica) legata alla transizione energetica di sistemi e prodotti (CC09-B412). Ogni futura progettista e ogni futuro progettista imparerà a utilizzare strumenti scientifici e informatici specifici per la progettazione meccanica (CC03-B412) e modelli a supporto dell'analisi di sistemi energetici, meccanici e propulsivi (CC06-B412). Infine, il bagaglio conoscitivo è completato dalla padronanza di strumenti avanzati per la simulazione numerica e multi-fisica di componenti e sistemi complessi (CC07-B412).
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Sul piano applicativo, la formazione abilita studentesse e studenti a tradurre le conoscenze ingegneristiche nello sviluppo di modelli per sistemi complessi (CA01-B412) e nella realizzazione di progetti in contesti multidisciplinari (CA02-B412). Chi frequenta il corso sarà in grado di applicare le proprie competenze nell'ambito dell'ingegneria meccanica per identificare problemi e formulare soluzioni innovative, arrivando a progettare e verificare apparati di elevata complessità funzionale (CA03-B412).
In particolare, l'attività didattica si focalizza sulla capacità di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, curandone ogni fase, dagli aspetti base fino all'implementazione (CA04-B412). Futuri ingegneri e future ingegnere impareranno a scegliere e applicare appropriati metodi analitici e di modellazione, basati sull'analisi matematica e numerica, per simulare il comportamento di impianti e componenti al fine di predirne e migliorarne le prestazioni, tenendo conto delle specifiche proprietà reattive dei combustibili utilizzati (CA06-B412).
Il percorso mira inoltre a sviluppare l'autonomia nel valutare criticamente dati e risultati, traendo conclusioni consapevoli del grado di incertezza delle informazioni trattate (CA08-B412). Infine, la preparazione garantisce a studentesse e studenti le basi necessarie per accedere con successo al terzo livello degli studi universitari, come dottorati di ricerca o master di secondo livello, per approfondire ulteriormente le proprie capacità nell'ambito della ricerca scientifica (CA09-B412)
Competenze trasversali:
Oltre alle competenze tecniche, l’attività formativa integra la capacità di analizzare autonomamente dati e informazioni (AG01) per trarre conclusioni oggettive e assumere decisioni conseguenti. Lo studente sviluppa la capacità di identificare il bisogno di nuove conoscenze (AG05) e la capacità di apprendimento e di aggiornamento autonomo e continuo (AP01) nell'area dell'ingegneria energetica. Infine, lo studente matura abilità nella rappresentazione e comunicazione grafica (AC03), essendo in grado di redigere in modo professionale schemi, grafici e tabelle per la comunicazione tecnica.

Fondamenti della combustione Introduzione e richiami sui flussi turbolenti Introduzione alla combustione turbolenta Strumenti di calcolo per lo studio della cinetica chimica Modelli di combustione turbolenta Combustibili liquidi Design combustori aeronautici Termoacustica Emissioni inquinanti e tecniche di contenimento

La valutazione dello studente prevede un esame Orale con eventuale esercitazione pratica in cui vengono proposti: Processi fisici che coinvolgono la preparazione e l'evoluzione di combustibili liquidi sottoforma di spray, modalità di preparazione e iniezione di spray. Classificazione dei combustibili idrocarburici, meccanismi di combustione di idrocarburi. Stechiometria. Fiamme laminari premiscelate e non premiscelate. interazione combustione-turbolenza. Richiami su modellazione CFD di base. Modelli di combustione turbolenta: modelli local source, modelli flamelet, modelli per approccio LES. Modelli per la soluzione CFD di flussi bifasici: discrete phase modelling. Raffreddamento combustori. Design Aerodinamico. Sistemi di iniezione. Ignition. Stabilità. Termoacustica. Le esercitazioni vengono svolte in un gruppo di studenti (2-3) in modo da favorire il lavoro coordinato, devono essere presentate prima della prova orale in forma di relazione scritta che riporta una discussione critica dei risultati ottenuti in forma numerica e grafica. L'esame consiste generalmente in 3 domande sulle 3 parti principali del corso (nozioni base su combustione e combustibili liquidi, design combustori, modellistica CFD combustione turbolenta).
1. Verifica di conoscenze e comunicazione
La verifica delle conoscenze avviene principalmente attraverso un esame orale che verte su tre aree principali del corso: nozioni base sulla combustione e combustibili liquidi, progettazione di combustori e modellistica CFD della combustione turbolenta.

• Conoscenze verificate: Il percorso punta a fornire solide basi teorico-scientifiche per interpretare sfide ingegneristiche complesse (CC01, CC02) e approfondire i fenomeni termodinamici, fluidodinamici e termochimici alla base dei sistemi di conversione energetica (CC13-B410, CC08). Include inoltre la padronanza di strumenti scientifici e informatici per la progettazione e la simulazione numerica (CC03, CC06, CC07).
• Comunicazione: Le abilità comunicative sono valutate attraverso la capacità di rappresentazione e comunicazione grafica (AC03), in particolare nella redazione professionale di schemi, grafici e tabelle per la comunicazione tecnica all'interno della relazione scritta. Inoltre, la prova orale stessa funge da momento di verifica della capacità di esposizione dei concetti acquisiti.
  2. Verifica delle capacità metodologiche e progettuali
  Queste capacità sono verificate attraverso un'esercitazione pratica svolta in piccoli gruppi (2-3 studenti) per favorire il lavoro coordinato. I risultati devono essere presentati in una relazione scritta che includa una discussione critica dei risultati numerici e grafici ottenuti.
• Capacità metodologiche: Si valuta l'autonomia nella scelta di metodi analitici e modelli teorici appropriati, valutandone consapevolmente limiti e potenzialità (CA07-B410, CA06-B412). È centrale la capacità di valutare criticamente dati e risultati, traendo conclusioni consapevoli del grado di incertezza (CA08, AG01).
• Capacità progettuali: La verifica riguarda l'abilità di applicare le conoscenze per la creazione di modelli di sistemi complessi (CA01) e la realizzazione di progetti in contesti multidisciplinari (CA02). Nello specifico, il corso abilita alla progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti (CA04-B412, CA14-B410), affrontando problemi tipici dell'ingegneria energetica e propulsiva (CA03, CA06-B410, CA13-B410)
  Tabella docimologica di valutazione
  Insufficiente
  Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
  18–22
  Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
  23–25
  Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
  26–28
  Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
  29–30 e Lode
  Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
  La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

K. K. Kuo,“Principle of Combustion – second edition”, Wiley C. Law, Combustion Physics, Cambridge J. Warnatz, U.Maas, R. Dibble, Combustion 3rd edition, Springer I. Glassmann, R. Yetter, Combustion 4th edition, Academic Press - Elsevier Poinsot, Veynante, “Theoretical and numerical combustion”, Edwards A. Lefebvre, Atomizations and Sprays, Taylor&Francis Mathieu, J., Scott, J., “An Introduction to Turbulent Flow”, Cambridge University Press,2000. “Introduction to Turbulence Modelling”, Lecture series by the Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Bruxelles, 2002 “LES and related techniques”, Lecture series by the Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Bruxelles, 2007 S. Pope, 2000, “Turbulent flows”, Cambridge Univesrity Press Wilcox, D.C., “Turbulence modeling for CFD”, 2nd ed., DCW Industries, 2000. N. Peters, Turbulent Combustion, Cambridge R. Cant, E. Mastorakos, Turbulent Reacting Flows, Imperial college press A. M. Mellor, 1990, “Design of modern gas turbine combustors”, Academic Press A. H. Lefebvre, 1999, “Gas Turbine Combustion”, 2° Edition, Taylor and Francis

L’insegnamento Smart Energy Systems, Storage and Technologies si propone di fornire agli studenti una preparazione avanzata e multidisciplinare sulle tecnologie, le metodologie e gli strumenti necessari per la progettazione, l’analisi e la gestione dei sistemi energetici intelligenti del futuro. Il corso affronta le problematiche connesse all’integrazione delle fonti energetiche rinnovabili, ai sistemi di accumulo energetico multi-vettore, all’idrogeno, alle comunità energetiche rinnovabili e al sector coupling, sviluppando una visione sistemica della transizione energetica e della decarbonizzazione dei sistemi energetici. L’insegnamento integra aspetti tecnologici, energetici, economici e ambientali, in coerenza con gli obiettivi di sostenibilità e innovazione richiesti dai moderni sistemi energetici.
Conoscenza e capacità di comprensione (CC)
Lo studente acquisirà una conoscenza approfondita dei principi teorici e metodologici alla base dei sistemi energetici intelligenti e delle tecnologie innovative per la conversione, l’accumulo e la gestione dell’energia (CC1@B248; CC01@B410). Verranno approfonditi gli strumenti per la modellazione, la simulazione e l’analisi dei sistemi energetici complessi (CC6@B248; CC06@B410), con particolare riferimento all’integrazione tra reti energetiche, sistemi di accumulo, fonti rinnovabili e vettori energetici innovativi.
Il corso fornirà inoltre le conoscenze necessarie per ideare, pianificare e gestire sistemi energetici avanzati e sostenibili (CC4@B248; CC04@B410), sviluppando una comprensione sistemica delle problematiche tecnologiche, normative e metodologiche associate alla transizione energetica (CC09@B410). Saranno analizzate le principali tecnologie di accumulo energetico, i sistemi a idrogeno, le comunità energetiche rinnovabili e le strategie di integrazione tra diversi vettori energetici (CC11@B410; CC13@B410; CC16@B410), considerando anche gli aspetti di sostenibilità ambientale e termoeconomica (CC14@B410).
Capacità di applicare conoscenza e comprensione (CA)
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di applicare modelli e metodologie avanzate per l’analisi, la simulazione e la progettazione di sistemi energetici complessi e integrati (CA1@B248; CA01@B410; CA06@B410). Saprà affrontare problemi multidisciplinari legati all’integrazione delle fonti rinnovabili, dei sistemi di accumulo e dei vettori energetici innovativi, operando in contesti caratterizzati da elevata complessità tecnica (CA2@B248; CA02@B410).
Lo studente sarà inoltre capace di progettare e valutare configurazioni innovative di sistemi energetici e di accumulo (CA3@B248; CA12@B410; CA14@B410), analizzandone criticamente le prestazioni energetiche, economiche e ambientali (CA10@B410). Sarà in grado di interpretare dati sperimentali e risultati di simulazione, valutandone affidabilità, limiti e incertezze (CA5@B248; CA08@B410), nonché di identificare e risolvere problematiche tipiche dell’ingegneria energetica legate alla flessibilità, alla sostenibilità e all’integrazione dei sistemi energetici (CA13@B410).
Autonomia di giudizio (AG)
L’insegnamento sviluppa la capacità di analizzare criticamente dati, scenari energetici e soluzioni tecnologiche innovative, formulando valutazioni autonome e tecnicamente fondate (AG1@B248; AG01@B410). Lo studente sarà in grado di confrontare diverse opzioni progettuali e di selezionare le soluzioni più appropriate in funzione degli obiettivi di efficienza energetica, sostenibilità e integrazione sistemica (AG02@B410).
Particolare attenzione sarà dedicata alla capacità di operare in contesti multidisciplinari e di comprendere le implicazioni tecniche, economiche e ambientali delle scelte progettuali (AG3@B248), sviluppando al contempo la consapevolezza della necessità di un continuo aggiornamento professionale in un settore caratterizzato da rapida evoluzione tecnologica (AG05@B410).
Abilità comunicative (AC)
Il corso promuove la capacità di comunicare in modo efficace analisi, risultati e soluzioni tecniche relative ai sistemi energetici intelligenti e alle tecnologie di accumulo, sia a interlocutori specialisti sia non specialisti (AC1@B248; AC01@B410). Lo studente acquisirà competenze nella redazione di relazioni tecniche, nella presentazione di risultati progettuali e nell’utilizzo di grafici, schemi e indicatori quantitativi per descrivere prestazioni energetiche e scenari di integrazione (AC02@B410; AC03@B410).
Sarà inoltre sviluppata la consapevolezza delle implicazioni etiche, ambientali e sociali associate alle decisioni ingegneristiche nell’ambito della transizione energetica (AC04@B410).
Capacità di apprendimento (AP)
L’insegnamento favorisce lo sviluppo della capacità di apprendere autonomamente e di aggiornare continuamente le proprie competenze in relazione all’evoluzione delle tecnologie energetiche e dei sistemi di accumulo (AP01@B410). Lo studente sarà in grado di utilizzare in modo critico fonti scientifiche, normative e tecniche per approfondire tematiche innovative e supportare attività di studio e progettazione (AP02@B410).
Attraverso l’analisi di casi studio, attività progettuali e applicazioni a problemi reali, il corso rafforza la capacità di apprendere mediante approcci basati sulla risoluzione di problemi complessi e multidisciplinari, tipici dell’ingegneria energetica moderna (AP03@B410).

Il corso offre una panoramica avanzata e quantitativa sulla transizione energetica, focalizzandosi sull'integrazione dei vettori energetici e sulle tecnologie di stoccaggio. Gli argomenti principali includono:

• Introduzione e Fondamenti: Smart Cities, Sector Coupling e parametri chiave dell'accumulo.
• Modellazione Numerica: Bilanci di massa e d'energia, simulazione dinamica e stazionaria, ottimizzazione.
• Accumulo Meccanico e Gravitazionale.
• Accumulo Termico.
• Comunità Energetiche Rinnovabili (CER).
• Tecnologie Power-to-X e Idrogeno.

Durante il corso sono previste esercitazioni numeriche, attività di modellazione e simulazione, analisi di casi studio e seminari di approfondimento tecnico finalizzati a sviluppare la capacità dello studente di affrontare problemi complessi relativi agli Smart Energy Systems, all'integrazione delle fonti rinnovabili, ai sistemi di accumulo dell'energia, all'idrogeno e al sector coupling. Tali attività contribuiscono a consolidare la comprensione dei principi teorici e delle metodologie di analisi e progettazione dei sistemi energetici avanzati, favorendo al contempo lo sviluppo dell'autonomia di giudizio e della capacità di operare in contesti multidisciplinari (AG1@B248, AG3@B248, AG01@B410, AG02@B410, AG05@B410).
Esame finale
L'esame finale è finalizzato a verificare il raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti dall'insegnamento e si compone di:

• un quiz scritto;
• un esercizio applicativo;
• una prova orale.
  Quiz scritto
  Il quiz scritto è finalizzato a verificare la conoscenza e la comprensione dei principi teorici, delle metodologie e delle tecnologie trattate nel corso, con particolare riferimento agli Smart Energy Systems, ai sistemi di accumulo energetico, alle tecnologie dell'idrogeno, alle Comunità Energetiche Rinnovabili e al sector coupling (CC1@B248, CC4@B248, CC6@B248, CC7@B248, CC01@B410, CC04@B410, CC06@B410, CC09@B410, CC11@B410, CC13@B410, CC14@B410, CC16@B410).
  Esercizio applicativo
  L'esercizio è finalizzato a verificare la capacità dello studente di applicare modelli, metodologie e strumenti quantitativi all'analisi di sistemi energetici complessi, interpretando dati e risultati e valutando criticamente le prestazioni energetiche, economiche e ambientali delle soluzioni considerate (CA1@B248, CA2@B248, CA3@B248, CA5@B248, CA01@B410, CA02@B410, CA06@B410, CA08@B410, CA10@B410, CA12@B410, CA13@B410, CA14@B410).
  Prova orale
  La prova orale consiste in un colloquio tecnico finalizzato a verificare la capacità di discutere criticamente gli argomenti trattati nel corso, di confrontare differenti soluzioni tecnologiche e di affrontare problematiche multidisciplinari relative all'integrazione delle fonti rinnovabili, ai sistemi di accumulo, alle Comunità Energetiche Rinnovabili, all'idrogeno e al sector coupling.
  Particolare attenzione sarà dedicata alla capacità di analisi critica, all'autonomia di giudizio, alla comprensione delle implicazioni energetiche, economiche e ambientali delle scelte tecnologiche e alla chiarezza espositiva (AG1@B248, AG3@B248, AG01@B410, AG02@B410, AG05@B410, AC1@B248, AC01@B410, AC02@B410, AC03@B410, AC04@B410).
  Determinazione del voto finale
  Il voto finale tiene conto dell'esito del quiz scritto, dell'esercizio applicativo e della prova orale. La valutazione complessiva considera il livello di conoscenza degli argomenti trattati, la capacità di applicare metodi di analisi e modellazione dei sistemi energetici, l'autonomia di giudizio, la capacità di affrontare problematiche multidisciplinari e la chiarezza della comunicazione tecnico-scientifica.
  La valutazione finale riflette pertanto sia le conoscenze teoriche sia le competenze applicative, progettuali e comunicative sviluppate durante il corso, in coerenza con i descrittori di Dublino previsti per i Corsi di Laurea Magistrale B248 e B410.
  TABELLA DI VALUTAZIONE
  INSUFFICIENTE: Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
  18–22: Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
  23–25: Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
  26–28: Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
  29–30 e Lode: Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
  La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

1. Leslie C. Wilbur; "Handbook of Energy Systems Engineering" editor Wiley Interscience ISBN 0-471-86633-4
2. . By Thomas E. Mull; "Practical Guide to Energy Management for Facilities Engineers and Plant Managers". ASME 2001 - ISBN-13: 978-0791801581
3. Albert Thumann; "Plant Engineers and Managers Guide to Energy Conservation" - Fairmont Press; 8th edition (August 2001) ISBN 978

L’obiettivo del corso è di fornire le conoscenze per la progettazione di sistemi solari avanzati, ma anche per gestirli, realizzarli e verificarli.
Comprendere come si possono verificare le prestazioni e migliorarnele performances attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di modellazione e controllo.
Raggiungere una preparazione adeguata per sviluppare sistemi e approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
CA3: Capacità di progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi
CA7: Analizzare, progettare e gestire sistemi integrati innovativi ad energie rinnovabili, sostenibilità e impatto ambientale ed economico
CA8: Capacità di analizzare le tecnologie degli impianti, dei componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria e le loro implicazioni economiche
CC1: Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico.
CC4: Approfondimenti di termodinamica applicata, termoeconomia, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche ed economiche dei sistemi energetici e dei componenti. Sostenibilità ambientale ed economica.
CC8: Risorse energetiche rinnovabili, tecnologie a basso impatto ambientale: caratteristiche e disponibilità, tecnologie consolidate e innovative di sfruttamento, sostenibilità energetica, economica ed ambientale.

Il corso intende affrontare i principali principi, processi, tecnologie e sistemi per l’uso dell’energia solare e la sua conversione.

E' previsto una attivita applicativa che prevede l'esecuzione di una eperienza di misura in laboratorio o di interpretazione di misure e relativo elaborato da svolgere normalmente in gruppo. è previsto l'utilizzo di strumentazione avanzata, interpretazione dei risultati e sviluppo di componenti si strumenti.
L'elaborato è oggetto di discussione durante una verifica orale finale che si articola nelle seguenti parti:
1) presentazione e discussione dell'eleborato (dieci-quindici minuti)
2)Successivo esame orale 25-30minuti (due domande "teoriche" prese dal programma, non nello stesso ambito delle attività di laboratorio svolte)
La durata complessiva dell'esame orale è circa 40-45 minuti
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

teriale fornito dal DOCENTE come anche:
Sviluppo e sperimentazione di ricevitore a
minicanali per concentratore solare
parabolico-ENEA Ricerca di sistema.
Tecnologie solari a concentrazione – Produzione di calore
a media temperatura
L.Rubini, G. Habib, M. Lavra
ENERMENA Teaching Materials - DLR

Il corso nel suo complesso è costituito da due parti:
Parte A Turbine a Gas nei diversi impieghi terrestri
Parte B Turbine a Gas negli impieghi propulsivi aeronautici
La parte A è mutuata dal corso B024569 - IMPIANTI CON TURBINA A GAS - GAS TURBINE POWERPLANTS – Parte A
La parte B è di seguito riportata:
L’obiettivo del corso è fornire le conoscenze riguardo alle Turbine
a Gas nei diversi impieghi propulsivi aeronautici, specifici
approfondimenti sono dedicati allo studio delle condizioni di funzionamento reali nei diversi contesti applicativi
CAPACITA' ACQUISITE AL TERMINE DEL CORSO:
Saper valutare le prestazioni di un sistema propulsivo aeronautico basato su turbina a gas, in condizioni reali di funzionamento (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9) .
Conoscere e confrontare diverse tipologie di sistema propulsivo con particolare attenzione ai sistemi di combustione, ai combustibili utilizzati e al relativo impatto ambientale (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Conoscere e confrontare i diversi sistemi di regolazione dei sistemi propulsivi con turbina a gas (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Saper modellare e simulare con adeguati software il funzionamento reale di un motore aeronautico a partire da semplici datasheet o repository reperibili pubblicamente. (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca 6, ca8, ca14 - @B309-cc4,cc9,ca9)
La predisposizione di un elaborato relativo alla simulazione di un propulsore specifico e l’esame orale volto a determinare la capacità di descrivere e commentare i diversi fattori che influenzano il funzionamento reale dei motori ed il loro adattamento a specifiche condizioni di funzionamento e missione, tramite appropriati sistemi di regolazione, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2)
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda l’Ordinamento del corso di studio

Per maggiore completezza le parti A e B vengono riportate integralmente, per questo specifico syllabus si consideri solo la parte A
L’obiettivo del corso (parte A e parte B) è fornire le conoscenze riguardo a:
Gli Impianti con turbine a gas in generale per i diversi impieghi terrestri (parte A)
Specifici approfondimenti relativi alle problematiche termiche delle turbine e a quelle connesse ai processi di combustione (parte B)
CAPACITA' E CONOSCENZE ACQUISITE AL TERMINE DEL CORSO:
Parte A (3 CFU) - questa sezione è condivisa con l’insegnamento di Turbine a Gas Industriali ed aeronautiche @B410 e @B309, conseguentemente sono specificate cc,ca ag,ac,ap.,.
Saper valutare le prestazioni di un impianto di potenza basato su turbina a gas, in condizioni reali di funzionamento (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9) .
Conoscere e confrontare diverse tipologie di impianto di potenza con particolare attenzione ai sistemi di combustione, ai combustibili utilizzati e al relativo impatto ambientale (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Conoscere e confrontare i diversi sistemi di regolazione degli impianti con turbina a gas (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)
Saper modellare e simulare con adeguati software il funzionamento reale di un impianto a partire da semplici datasheet reperibili pubblicamente. (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca 6, ca8, ca14 - @B309-cc4,cc9,ca9)
La predisposizione di un elaborato relativo alla simulazione di un impianto specifico e l’esame orale volto a determinare la capacità di descrivere e commentare i diversi fattori che influenzano il funzionamento reale della macchina ed il suo adattamento a specifiche condizioni di funzionamento tramite appropriati sistemi di regolazione, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2)
Parte B (4 CFU) - questa sezione è condivisa con l’insegnamento di Scambio termico nelle macchine @B410 e @B412, conseguentemente sono specificate cc,ca,ag,ac,ap.
Saper definire una problematica termica nelle applicazioni con turbina a gas (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Individuare le metodologie di calcolo per la determinazione del carico e dello stato termico di un componente ai fini della procedura di progetto e/o verifica del medesimo. (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Saper selezionare adeguati sistemi per il contenimento del carico termico di un componente. (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Saper individuare le metodologie di calcolo per la progettazione di massima di un combustore e la valutazione del suo stato termico a fronte dell’utilizzo di diverse tipologie di combustibili (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
La predisposizione di specifiche esercitazioni di calcolo applicato, per la soluzione di problematiche di scambio termico e di conduzione del calore, e l’esame orale, volto a determinare la capacità di descrivere, attraverso le opportune metodologie analitiche le diverse fenomenologie fisiche, una specifica problematica di raffreddamento dei componenti caldi di turbina a gas, mostrando la capacità di individuare e confrontare fra loro diverse soluzioni tecniche applicabili al caso specifico, consentono inoltre di sviluppare, mettere alla prova e valutare le proprie capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2).
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda l’Ordinamento del corso di studio

Sistemi di propulsione aeronautica con Turbine A Gas, tipologia di architettura e tendenze di sviluppo
Comportamento off-design TAG e sistemi di regolazione motore
Operabilità motore aeronautico e tipologie di missione per applicazioni civili

Parte A - Impianti di potenza
Tendenze sviluppo Turbine A Gas , Sistemi di combustione nelle TAG,
Off-design TAG e Cicli combinati ed altri impieghi industriali
Parte B -Scambio Termico e Combustione nelle Turbine a gas
Raffreddamento (Impingement e Turbolatori), Protezione (Film cooling e
Barriera termica), Sistemi aria secondaria e tenute, Camere di
combustione,

Laboratorio di modellazione di motori aeronautici
Prova Orale (Parte A (vedi corso da cui mutua e Parte B qui descritta)
Nel Laboratorio di motori aeronautici gli studenti in piccoli gruppi (3-4) affrontano dei casi specifici di studio di impianti con turbina a gas con modelli numerici OD dei diversi componenti. I laboratori si tengono nell'ultimo mese del corso in sostituzione delle lezioni frontali.
Nella prova orale si discute l'elaborato prodotto nello specifico laboratorio (parte A o parte B),
Nel Laboratorio di motori aeronautici si evidenziano le cc (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)in un contesto indirizzato al problem solving e dalla discussione degli esiti inoltre deve emergere un’adeguate capacità di presentazione dell’elaborato prodotto, nel complesso si possono quindi verificare le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2).
Nel corso della domanda orale si accertano in particolare le cc (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, - @B309-cc4), in forma più teorica e si richiedono adeguate capacità (@B410- ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-ca9) nel trattare ed applicare a casi specifici gli argomenti discussi a lezione. In generale in questo contesto si applicano e si verificano anche le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2)
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda la sezione Obiettivi Formativi e l’Ordinamento del corso di studio.
per iscriversi utilizzare l'apposito servizio si
prenotazione esami http://sol.unifi.it
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Per maggiore completezza le parti A e B vengono riportate integralmente, per questo specifico syllabus si consideri solo la parte A
Laboratorio di modellazione di turbine a gas - (Parte A)
Laboratorio di analisi termofluidodinamica (numerica,sperimentale progettuale) di componenti di macchina ad alta temperatura- (Parte B) (il corso comprende una parte C, tenuta da altro docente, cui si estendono i laboratori per l’ambito sperimentale)
Prova Orale (Parte A e Parte B+C)
Nel Laboratorio di modellazione di Turbine a gas gli studenti in piccoli gruppi (3-4) affrontano dei casi specifici di studio di impianti con turbina a gas con modelli numerici OD dei diversi componenti. I laboratori si tengono nell'ultimo mese del corso in sostituzione delle lezioni frontali.
Nel Laboratorio di Analisi Termofluidodinamica gli studenti in aula affrontano dei casi specifici di studio di componenti ad alta temperatura (pale turbina, dischi, combustori) al fine di applicare a casi specifici le procedure per il calcolo del carico termico applicato ad uno specifico componente e l'analisi conduttiva sui medesimi componenti al fine di calcolare la distribuzione di temperatura nei medesimi (le tematiche sperimentali vengono trattate nella parte C).
Nella prova orale si discute l'elaborato prodotto nello specifico laboratorio (parte A), si verifica la frequenza ai laboratori proposti (parte B+C), cui si aggiunge una domanda teorica articolata sugli argomenti trattati a lezione, integrando sia la parte B che la parte C (tenuta da altro docente), nel caso la frequenza ai laboratori (parte B e parte C) sia parziale o non verificata, nell'esame orale vengono anche verificate le specifiche competenze sopra descritte con ulteriori domande.
Nel Laboratorio di modellazione di impianti (parte A) si evidenziano le cc (@B410-cc1,cc4, cc10, cc13, ca1,ca3,ca8, ca14 - @B309-cc4,ca9)in un contesto indirizzato al problem solving e dalla discussione degli esiti inoltre deve emergere un’adeguate capacità di presentazione dell’elaborato prodotto, nel complesso si possono quindi verificare le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B309 ag1, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac5 - @B309 ac1, ac5) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B309 ap2).
Nel Laboratorio di analisi termofluidodinamica (parte B) si esercitano cc e ca evidenziate negli obiettivi formativi, in un contesto indirizzato al problem solving pur guidato, (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12, ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412-cc1,cc2,cc8, ca1,ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13).
Nel corso della domanda orale si accertano in particolare le cc (@B410-cc1,cc2, cc8, cc10, cc12 @B412-cc1,cc2,cc8), in forma più teorica e si richiedono adeguate capacità (@B410- ca1,ca3,ca4,ca6,ca7, ca8, ca9,ca14 - @B412 ca2,ca4,ca7,ca8,ca9,ca13) nel trattare ed applicare a casi specifici gli argomenti discussi a lezione. In generale in questo contesto si applicano e si verificano anche le capacità di giudizio (@B410 – ag1, ag5 - @B412 ag1,ag2, ag5), di comunicazione (@B410 – ac1, ac2 - @B412 ac1, ac2) ed apprendimento ((@B410 – ap2 - @B412 ap2)
N.B. Per la definizione di cc,ca,ag,ac,ap si veda la sezione Obiettivi Formativi e l’Ordinamento del corso di studio.
per iscriversi utilizzare l'apposito servizio si
prenotazione esami http://sol.unifi.it
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

H.Saravanamuttoo, G.Rogers, H.Cohen "Gas Turbine Theory"
Pearson Education Limited 2009
Lezioni disponibili, in inglese, su Moodle https://e-l.unifi.it/ nella sezione specifica del corso

H.Saravanamuttoo, G.Rogers, H.Cohen "Gas Turbine Theory"
Pearson Education Limited 2009
J.C Han; S. Dutta and S.V. Ekkad " GAs Turbine Heat Transfer and Cooling
Technology" Taylor&Francis; New York, 2000.
B. Lakshminarayana; "Fluid Dynamics and Heat Transfer of
Turbomachinery". Jhon Wiley and Sons; New York, 1996.
Arthur H. Lefebvre "Gas Turbine Combustion"; Taylor&Francis; New York,
Lezioni disponibili, in inglese, su Moodle https://e-l.unifi.it/ nella sezione specifica del corso

Le turbomacchine trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni in campo industriale, negli impianti di conversione dell’energia, nei sistemi per la transizione energetica e nell’ambito della propulsione terrestre, navale ed aerospaziale.
L’obiettivo dell'insegnamento è di fornire gli strumenti e le nozioni per una approfondita comprensione del funzionamento delle turbomacchine con particolare riferimento alle turbine a gas sia industriali che aeronautiche.
Per l'insegnamento integrato è prevista una panoramica multidisciplinare della progettazione delle turbomacchine, che comprende anche aspetti di aeromeccanica ed aeroacustica.

Le turbomacchine trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni in campo industriale, negli impianti di conversione dell’energia, nei sistemi per la transizione energetica e nell’ambito della propulsione terrestre, navale ed aerospaziale.
L’obiettivo dell'insegnamento è di fornire gli strumenti e le nozioni per una approfondita comprensione del funzionamento delle turbomacchine con particolare riferimento alle turbine a gas sia industriali che aeronautiche.
Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica (B410):
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
Lo studente acquisirà una solida base di conoscenze riguardanti gli strumenti per la modellazione dei sistemi energetici, meccanici e propulsivi, essenziali per il supporto all'analisi e alla progettazione di componenti complessi (CC06B410). Tale preparazione è integrata dallo studio della fluidodinamica applicata e delle macchine, che permette di padroneggiare i principi di progettazione dei sistemi di conversione dell'energia e propulsivi (CC08B410). Inoltre, verranno forniti approfondimenti in termodinamica applicata e sostenibilità ambientale, focalizzandosi sulle metodologie per individuare le inefficienze termodinamiche degli impianti (CC14B410).
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
L’attività formativa mira a sviluppare la capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici e propulsivi, affrontando i problemi alla base dell'ingegneria industriale ed energetica (CA06B410). Lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze termo-fluidodinamiche e macchinistiche per risolvere problemi di termodinamica e fluidodinamica applicata (CA03B410). Tali abilità permetteranno di realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base (CA04B410)
Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica (B412)
1) Conoscenza e capacità di comprensione:
L’attività formativa è finalizzata a fornire una conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, rendendo i laureati capaci di identificare, formulare e risolvere problemi complessi o interdisciplinari in modo innovativo (CC01B412). Gli studenti approfondiranno il settore delle macchine e dei sistemi per la produzione e trasformazione dell'energia, con attenzione alla sostenibilità ambientale (CC11B412). La preparazione include la padronanza degli strumenti per la modellazione dei sistemi meccanici e propulsivi, fondamentali per il supporto all'analisi e alla progettazione di componenti (CC06B412), nonché le basi della fluidodinamica applicata e delle macchine (CC08B412)
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente matura la capacità di identificare problemi e formulare soluzioni per impostare la progettazione preliminare e la verifica di moduli di turbomacchine (CA03B412). Tale competenza permette di analizzare, ottimizzare e innovare apparati e sistemi meccanici, aggiornando i metodi di progettazione in linea con il progresso tecnologico (CA2B412). Il modulo abilita inoltre alla progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti, gestendo il processo fino dalle fasi iniziali (CA04B412). Fondamentale è la capacità di valutare criticamente dati e risultati, traendo conclusioni consapevoli del grado di incertezza (CA08B412) e la capacità di realizzare progetti ingegneristici collaborando in team (CA4B412).
Competenze trasversali:
La didattica promuove l'apprendimento basato su progetti e problemi (AP03), sollecitando la capacità di apprendere attraverso la risoluzione di problemi reali. Viene incentivata la capacità di lavorare in gruppo in modalità coordinata, tenendo conto delle implicazioni interdisciplinari del contesto ingegneristico (AG03). Lo studente svilupperà inoltre un'autonomia nel rispetto di impegni e tempi, imparando a gestire le risorse disponibili e a prioritizzare le attività in base alla loro importanza (AG04). Infine, verrà sviluppata la capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni e risultati tramite rapporti scritti e presentazioni verbali (AC02), avvalendosi di efficaci strumenti di rappresentazione e comunicazione grafica, come schemi, grafici e tabelle (AC03)

Le turbomacchine trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni in campo industriale, negli impianti di conversione dell’energia, nei sistemi per la transizione energetica e nell’ambito della propulsione terrestre, navale ed aerospaziale.
L’obiettivo del corso è di fornire gli strumenti e le nozioni per una approfondita comprensione del funzionamento delle turbomacchine con particolare riferimento alle turbine a gas sia industriali che aeronautiche.
Per il corso integrato (9 CFU) è prevista una panoramica multidisciplinare della progettazione delle turbomacchine, che comprende anche aspetti di aeromeccanica ed aeroacustica.
Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica
Conoscenze erogate:
CC2B068: Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici/meccanici/propulsivi e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi e componenti. La comprensione dell’organizzazione dell’informazione in basi di dati e della progettazione informatica a supporto dei processi
CC5B068: Fluidodinamica applicata e macchine: componenti di macchine e sistemi di conversione dell’energia, propulsivi e principi di progettazione: dall’approccio 0D base alla CFD per la progettazione avanzata (ottimizzazione).
Competenze acquisite:
CA1B068: Capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all'ingegneria meccanica ed energetica.
CA2B068: Capacità di applicare la propria conoscenza in campo termofluidodinamico e macchinistico per risolvere problemi di termodinamica teorica ed applicata, fluidodinamica e scambio termico.
CA4B068: Realizzare la progettazione termofluidodinamica dei componenti, a partire dagli aspetti base (0D) fino all’implementazione CFD
Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica
Conoscenze erogate:
CC1B071: La conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito relativamente a quelli dell'ingegneria meccanica, nella quale sono capaci di identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio interdisciplinare. La capacità di comprendere un contesto multidisciplinare in ambito ingegneristico e di operare in ottica problem solving.,
CC11B071: La conoscenza del settore delle macchine approfondendo gli aspetti propriamente connessi con i sistemi per produrre e trasformare l'energia, con riferimento anche alle energie rinnovabili, e/o gli aspetti correlati con i sistemi di propulsione. La comprensione del ruolo svolto dalle diverse tecnologie energetiche al fine di garantire la sostenibilità ambientale ed economica della produzione.
Competenze acquisite:
CA1B071: La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per identificare problemi e formulare soluzioni, nell’ambito dell’ingegneria meccanica, per impostare, progettare e realizzare e verificare, sistemi ed apparati anche di elevata complessità funzionale, tenendo conto di implicazioni relative agli aspetti ambientali, economici ed etici, il tutto attraverso l’uso di metodi consolidati;,
CA2B071: La capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per analizzare e ottimizzare apparati e sistemi meccanici, nonché di innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di progettazione, confrontandosi con continuità con la rapida evoluzione propria dell’ambito dell’ingegneria meccanica.,
CA4B071: La capacità di realizzare progetti ingegneristici adeguati al loro livello di conoscenza e di comprensione, lavorando in collaborazione con ingegneri e non ingegneri. I progetti possono riguardare componenti, apparati e sistemi meccanici di vario genere e per le più ampie applicazioni.,
CA6B071: La capacità di identificare, localizzare e ottenere dati e informazioni necessari alla valutazione.,
CA11B071: Le capacità migliorate di presentare in forma scritta, verbale e, eventualmente. multimediale, le proprie argomentazioni e i risultati del proprio studio o lavoro, con caratteristiche di organicità e rigore tecnico.,
CA15B071: La capacità di raggiungere una preparazione adeguata per poter accedere al terzo livello degli studi universitari (frequenza a master di secondo livello ed a scuole di dottorato), in modo da approfondire ulteriormente conoscenze e capacità nell’ambito della ricerca.
Competenze trasversali:
CT1 Comunicazione tecnica in forma scritta (redazione di rapporti e relazioni individuali)
CT2 Lavoro in gruppo in modalità coordinata
CT3 Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
CT4 Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
CT7 Rispettare impegni e tempi

MODULO: AERODINAMICA DELLE TURBOMACCHINE (6 CFU)
Meccanismi di perdita nelle turbomacchine.
Progettazione preliminare delle turbomacchine.
Compressori assiali e centrifughi.
Turbine assiali.
Pompe centrifughe.
MODULO: AEROMECCANICA ED AEROACUSTICA DELLE TURBOMACCHINE (3 CFU)
Fenomeni aeroelastici nelle turbomacchine: risposta forzata e flutter.
Generazione e propagazione del rumore nelle turbomacchine.

MODULO: AERODINAMICA DELLE TURBOMACCHINE (6 CFU)
Meccanismi di perdita nelle turbomacchine.
Progettazione preliminare delle turbomacchine.
Compressori assiali e centrifughi.
Turbine assiali.
Pompe centrifughe.

MODULO: AEROMECCANICA ED AEROACUSTICA DELLE TURBOMACCHINE (3 CFU)
Fenomeni aeroelastici nelle turbomacchine: risposta forzata e flutter.
Generazione e propagazione del rumore nelle turbomacchine.

La verifica dell'apprendimento prevede un'unica prova orale finale per l'insegnamento integrato. Il voto finale consiste in una media pesata delle valutazioni ottenute sui due moduli. Per i dettagli della prova si rimanda al Syllabus di ciascun modulo.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di tre esercitazioni pratiche basate sulla risoluzione di problemi reali, seguendo una metodologia di apprendimento basato su progetti e problemi (AP03). Le attività, svolte in piccoli gruppi (max 5 studenti) per incentivare la capacità di lavorare in modo coordinato (AG03), richiedono allo studente un'adeguata autonomia nel rispetto di impegni e tempi per garantire la consegna degli elaborati entro le scadenze prefissate (AG04). I risultati devono essere esposti attraverso una relazione scritta e un colloquio orale che dimostrino la capacità di presentare professionalmente problemi, soluzioni e analisi (AC02), avvalendosi di efficaci strumenti di rappresentazione e comunicazione grafica come schemi e tabelle (AC03).
Attraverso le esercitazioni e la prova orale, costituita da una o due domande, volte a verificare la comprensione e la preparazione degli argomenti dell'insegnamento da parte dello studente, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una solida padronanza degli strumenti per la modellazione dei sistemi meccanici e propulsivi (CC06B410 / CC06B412), dei principi della fluidodinamica applicata e delle macchine (CC08B410 /CC08B412).
Per l'indirizzo energetico, gli approfondimenti su termodinamica applicata e sostenibilità ambientale (CC14B410), mentre per quello meccanico, la conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici per la risoluzione di problemi complessi (CC01B412) e dei sistemi per la trasformazione dell'energia (CC11B412).
Sotto il profilo delle competenze applicative, verrà verificata la capacità di applicare le conoscenze termo-fluidodinamiche per risolvere problemi di fluidodinamica (CA03B410 / CA03B412), l'abilità nel realizzare la progettazione meccanica e termofluidodinamica dei componenti (CA04B410 / CA04B412).
Nello specifico, per lo studente energetico, la capacità di analisi e modellazione di sistemi energetici e propulsivi (CA06B410); per lo studente meccanico, la capacità di valutare criticamente dati e risultati (CA08B412), di ottimizzare e innovare apparati meccanici (CA2B412) e di realizzare progetti collaborando in un gruppo (CA4B412).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di tre esercitazioni delle quali si richiede di presentare l'elaborato al momento dell'esame che consiste di una sola prova orale. Le esercitazioni vengono svolte in un gruppo di studenti (max 5) in modo da favorire il lavoro coordinato (CT2), devono essere presentate prima della prova orale (CT7) in forma di relazione scritta che riporta una discussione critica dei risultati ottenuti in forma numerica e grafica (CT1, CT3, CT4).
È disponibile un’esercitazione dedicata agli argomenti del modulo da svolgere in alternativa ad una delle tre esercitazioni proposte nel modulo di Aerodinamica delle Turbomacchine.
Le esercitazioni consistono nel progetto di massima di diverse configurazioni di turbomacchine e il loro svolgimento viene valutato al momento dell'esame. Seguono una o due domande volte a verificare la comprensione e la preparazione degli argomenti del corso da parte dello studente. La valutazione prenderà in considerazione la chiarezza espositiva, il livello di approfondimento e la completezza delle risposte.
Lo studente deve dimostrare di aver acquisito un'adeguata conoscenza degli strumenti per la modellazione a disposizione del progettista (CC2B068, CC5B068) per impostare analisi adeguate al fine di ottenere la progettazione di massima di componenti di turbomacchine, ricavare informazioni per migliorarne le prestazioni (CC4B068) e formulare soluzioni adeguate (CA2B068, CA4B068).
La verifica di ciò viene effettuata sulla base dello svolgimento delle esercitazioni.
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Dispense dell’insegnamento disponibili tramite piattaforma MOODLE

Obiettivo generale del corso:
Fornire agli allievi ingegneri Meccanici ed Energetici le conoscenze base riguardanti le 5 principali fonti energetiche rinnovabili e il loro sfruttamento, ivi compresa la capacità di formulare valutazioni quantitative inerenti alla disponibilità temporale e alla quantificazione delle varie fonti e alle relative tecnologie. Gli allievi dovranno acquisire inoltre solide conoscenze delle metodologie d quantificazione e caratterizzazione delle risorse energetiche rinnovabili, con particolare enfasi sugli obiettivi di sostenibilità dello sfruttamento. Fondamentale importanza è data all'abbinamento tra caratteristiche delle risorse e dei sistemi energetici per il loro utilizzo.
Conoscenze erogate:
CC1 (B068): Approfondimento conoscenze in ambito energetico ed elettrico
CC2 (B068): Strumenti per la modellazione dei sistemi energetici e loro ruolo a supporto dell’analisi e progettazione di sistemi. cc4: Approfondimenti di termodinamica applicata, sostenibilità ambientale degli impianti, macchine, componenti e sistemi per la produzione e conversione dell’energia. Metodologie per l’individuazione delle inefficienze termodinamiche.
CC4 (B049): La conoscenza della termodinamica, teorica ed applicata agli impianti ed ai sistemi energetici, e dei fenomeni fluidodinamici nonché dei modelli in grado di rappresentarli; la conoscenza dei sistemi e delle macchine per la produzione e la conversione dell’energia, con riferimento particolare alle turbomacchine ed agli apparati industriali di combustione. La comprensione del ruolo svolto dalle diverse tecnologie energetiche al fine di garantire la sostenibilità ambientale ed economica della produzione.
CC8 (B068): Risorse energetiche rinnovabili, tecnologie a basso impatto ambientale: caratteristiche e disponibilità, tecnologie consolidate e innovative di sfruttamento. Sostenibilità energetica, ambientale ed economica.
Capacità di applicazione:
CA1 (B068) : Analisi e modellazione di componenti e sistemi elettrici: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all'ingegneria energetica.
CA3 (B068): Progettare, analizzare, pianificare e gestire sistemi di conversione energetica, e il loro impatto ambientale ed impianti di servizio e di processo anche complessi e/o innovativi
CA4 (B049): La capacità di scegliere e applicare appropriati metodi analitici, di modellazione e di sperimentazione per progettare, analizzare e collaudare macchine a fluido, motori termici e di sistemi per la conversione dell'energia, includendo: l’applicazione dei criteri di progettazione degli impianti tecnici e termotecnici, di distribuzione dei fluidi e dell'energia; l’applicazione dei principi della termodinamica a sistemi semplici; la comprensione dei principali cicli termodinamici e la lettura di diagrammi termodinamici; l’individuazione dei meccanismi di trasmissione del calore significativi per le applicazioni ingegneristiche; l’analisi e la progettazione funzionale di apparati di interesse meccanico quali turbomacchine, impianti di conversione energetica e motori a combustione interna; la valutazione delle prestazioni energetiche, economiche e ambientali di macchine a fluido, termiche e di elementi oleodinamici.
CA7 (B068): Analizzare, progettare e gestire sistemi integrati innovativi ad energie rinnovabili, sostenibilità e impatto ambientale ed economico (uso delle risorse rinnovabili)
ca8 (B068): Capacità di analizzare le tecnologie degli impianti, componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria, implicazioni economiche
COMPETENZE TRASVERSALI
CT3 (B068, B049): Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
CT4 (B068, B049): Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
CT6 (B068, B049): Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)

• Il concetto di fonti energetiche rinnovabili
• Il contesto energetico a livello nazionale e internazionale
• ENERGIA IDROELETTRICA
• ENERGIA GEOTERMICA
• ENERGIA SOLARE (Fotovoltaica, termica, solar cooling)
• ENERGIA EOLICA
• ENERGIA DA BIOMASSE

Esame orale sugli argomenti e le esercitazioni del corso
La valutazione dello studente prevede lo svolgimento di una prova orale, che consiste in due parti fondamentali:
1) impostazione e risoluzione di un problema applicativo: qui lo studente deve impostare l’analisi e/o il progetto base di un sistema basato su una delle 5 fonti rinnovabili oggetto del corso, dimostrando di aver acquisito un'adeguata conoscenza degli strumenti per la modellazione a disposizione del progettista (CC2-B068, CC8-B068, CC4 B049) per impostare analisi affidabili al fine di pervenire alla progettazione di massima di componenti e impianti a energie rinnovabili, ricavare informazioni per migliorarne le prestazioni (CC4-B068, CC4 B049) e formulare soluzioni adeguate in termini di efficienza, utilizzo delle risorse e impatto economico/ambientale (CA1-B068, CA3-B068, CA7-B068, CA8-B068, CA4 B049), anche in relazione alla variabilità naturale delle risorse. In questa parte dell’esame lo studente deve mostrare dimestichezza nella schematizzazione grafica dei problemi (CT4- B068, CT4- B049), unitamente ad un’adeguata espressione delle argomentazioni oggetto della progettazione (CT4- B068, CT4- B049). Infine, in questa parte dell’esame lo studente è anche stimolato a fornire indicazioni riguardanti la ricerca di dati e riferimenti utili alla risoluzione del problema (CT6- B068, CT6- B049)
2) esposizione e discussione di una delle tecnologie (e delle relative caratteristiche) per l’utilizzo delle energie rinnovabili oggetto del corso. Qui lo studente deve mostrare un’adeguata conoscenza della risorsa rinnovabile oggetto della discussione e delle tecnologie più adeguate ad un efficace utilizzo (CC8- B068, CC4 B049). Nell’esposizione lo studente deve esibire un’adeguata espressione lessicale tecnica (CT3-B068, CT3- B049), aiutandosi anche con schemi e rappresentazioni grafiche (CT4-B068, CT4- B049) e mostrando dimestichezza con l’utilizzo di database a supporto (CT6-B068, CT6 B049). Nella discussione lo studente deve mostrare padronanza delle conoscenze base in ambito energetico ed elettrico (CC1-B068, CC4 B049), di termodinamica applicata e dei sistemi per la produzione e la conversione dell’energia. Dovrà inoltre conoscere i concetti base dell’analisi dinamica delle risorse rinnovabili discontinue abbinate ad accumuli, individuando parametri e delineando strategie per un loro utilizzo ottimale ed efficiente in termini economici e produttivi (CC4-B068, CC8-B068, CC4 B049).
Tabella docimologica di valutazione
Insufficiente
Valutazione negativa dovuta a gravi errori concettuali, comprensione frammentaria o nulla degli argomenti trattati, incapacità di applicare le conoscenze, gravi lacune e mancanza di autonomia.
18–22
Valutazione sufficiente o più che sufficiente dovuta a conoscenza elementare degli argomenti, presenza di alcuni errori, capacità di affrontare solo compiti semplici o guidati, livello base di autonomia.
23–25
Valutazione discreta dovuta a comprensione soddisfacente degli argomenti, capacità di applicare correttamente le conoscenze a contesti noti e di affrontare gli esercizi in modo autonomo con qualche imprecisione, con un soddisfacente livello di autonomia e competenza operativa.
26–28
Valutazione buona o molto buona, dovuta a solida comprensione teorica della disciplina, capacità di collegare concetti, risolvere problemi e proporre analisi critiche, di svolgere compiti complessi in modo autonomo, preciso ed efficace, con un buon livello di autonomia e competenza operativa.
29–30 e Lode
Valutazione eccellente o ottima, dovuta a conoscenze complete, approfondite e ben strutturate, capacità di operare in modo autonomo e flessibile, anche in contesti complessi o nuovi, di utilizzare il linguaggio disciplinare in modo appropriato, preciso e articolato, di evidenziare capacità critiche, originalità e rigore nell’esposizione e nell’applicazione.
La Lode è attribuita a elaborati o prestazioni che si distinguono per brillantezza e originalità, anche al di là delle aspettative curricolari.

Parti di più testi (inclusi documenti web), suggeriti all'inizio di ogni argomento