SPERIMENTAZIONE SULLE MACCHINE
cod. 17358

Anno accademico 2009/10
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Macchine a fluido (ING-IND/08)
Field
Ambito aggregato per crediti di sede
Tipologia attività formativa
Attività specifiche della sede
36 ore
di attività frontali
4 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

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<strong>Finalità</strong> <br />
Il corso fornisce un approccio basilare alla materia delle misure e dei collaudi sulle macchine. Da un primo esame funzionale del generico sistema di misurazione, si descrivono i parametri fondamentali che ne caratterizzano il funzionamento e le metodologie per l’analisi del comportamento nelle condizioni d’impiego stazionarie e non.Successivamente si presentano i principali strumenti impiegati nell’ambito dei collaudi delle macchine, con esempi di applicazione per il collaudo di macchine a fluido.

Prerequisiti

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Contenuti dell'insegnamento

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<strong>Contenuti<br />
</strong>Richiami generali <br />
<u>Concetto di Misura<br />
</u>Definizioni. Modello specifico e dettagliato alla base del processo di misurazione<br />
Sistemi di Unità di Misura<br />
Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Sistemi del passato e il Sistema Internazionale<br />
<u>Qualità della Misura<br />
</u>Concetto di precisione: errore ed incertezza. Errori sistematici e casuali<br />
Valutazione dell’errore residuo:<br />
metodo a priori: errori di lettura, di mobilità, di isteresi, di fedeltà, di zero, di taratura<br />
metodo a posteriori. Distribuzione di Gauss. Stima della media da campioni di misure, distribuzione di Student. Criterio di Chauvenet. Analisi di normalità della distribuzione<br />
Propagazione dell’incertezza. Formula di Kline-McClintock. Metodo della perturbazione sequenziale<br />
Incertezza in fase di progetto, nella misura singola e nelle misure multiple<br />
Sistemi di misurazione<br />
Le misure secondo la loro finalità. Analisi funzionale dello strumento<br />
Trasduttore elementare. Impedenze meccaniche<br />
Errori di carico o inserzione<br />
Disturbi interferenti e modificanti. Riduzione degli errori dovuti ad ingressi di disturbo<br />
<u>Analisi delle prestazioni statiche e dinamiche degli strumenti</u><br />
Qualità metrologiche dello strumento. Taratura statica e dinamica<br />
Caratteristiche statiche: Sensibilità statica. Linearità<br />
Caratteristiche dinamiche:<br />
Rappresentazione analitica del comportamento dinamico dello strumento<br />
Evoluzione libera e risposta forzata; metodo della trasformata di Laplace<br />
Funzione di trasferimento<br />
Funzione di trasferimento sinusoidale, diagrammi di Bode e di Nyquist<br />
Strumenti elementari: di ordine zero, a tempo morto, del primo ordine, del secondo ordine<br />
Risposta ad un ingresso periodico e non periodico<br />
Determinazione sperimentale dei parametri caratteristici in fase di taratura<br />
<u>Misure di Pressione</u><br />
Manometri a deformazione di elementi elastici (a tubo di Bourdon, a membrana, a capsula)<br />
Manometri a dislivello di liquidi<br />
Manometri differenziali (a campana, cella Barton, a toro pendolare, capacitivo)<br />
Strumenti assoluti: manometro a pistone a peso diretto, manometro di MacLeod<br />
Manometro di Knudsen<br />
Indicatore di Watt. Indicatori stroboscopici<br />
Trasduttori di pressione, trasduttori piezoelettrici<br />
Effetti dinamici dei volumi e dei condotti di connessione<br />
Misura della pressione statica e di ristagno nei fluidi<br />
<u>Misure di Temperatura</u><br />
Scale Internazionale Pratica di Temperatura<br />
Termometri a dilatazione (di liquido, di gas, di vapore saturo, bimetallici)<br />
Termometri a coppia termoelettrica. Compensazione della temperatura del giunto freddo. Misura della forza elettromotrice<br />
Termometri a resistenza elettrica<br />
Termistori<br />
Pirometri ad irraggiamento totale e parziale (monocromatico, a temperatura del colore)<br />
Altri metodi di misura della temperatura (metodi basati sul rumore di fondo e sul punto di Curie, campioni Seger, cristalli liquidi)<br />
Misure di temperatura nei flussi. Errori di conduzione e per irraggiamento, effetti della velocità<br />
<u>Misure di Flusso<br />
</u>Metodi qualitativi di visualizzazione del flusso<br />
Misure di velocità<br />
Tubo di Pitot. Determinazione della direzione della velocità<br />
Anemometri a filo e a film caldo<br />
Cenni alla tecnica Laser Doppler<br />
Misure di portata<br />
Misura della portata volumetrica<br />
Gasometro. Contatori per gas: a liquido, a soffietto, a lobi<br />
Contatori per liquidi<br />
Dispositivo a burette tarate<br />
Mulinelli e misuratori a turbina<br />
Misura della portata massica<br />
Metodi a strozzamento<br />
Rotametri<br />
Misuratore a flusso laminare, per pesata, a galleggiante, a ponte, a forza di Coriolis<br />
Dispositivi a spinta di fluido<br />
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<p><u>Attività di esercitazione</u> <br />
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Nella seconda parte del corso verranno effettuate esercitazioni a gruppi relative al collaudo di pompe centrifughe e ventilatori di piccolo taglia, su attrezzature disponibili presso i laboratori del Dipartimento di Ingegneria Industriale.<br />
Visita presso un banco prova industriale per la caratterizzazione di pompe e motori oleodinamico. </p>

Programma esteso

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Bibliografia

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1. Angrilli, F., 1996, Appunti di Misure Meccaniche e Termiche Ed. CUSL Nuova Vita, Padova<br />
2. Doebelin, E. O., 2001, Strumenti e Metodi di Misura, McGraw-Hill.<br />
3. Minelli, G. 1974, Misure Meccaniche, Ed. Patron<br />
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<u>Testi di approfondimento</u><br />
1. Berta, G.L., Vacca, A., 2001, Appunti di Sperimentazione sui Motori a Combustione Interna, Atti del Dipartimento di Ingegneria Industriale – Serie Didattica<br />
2. Autori Vari, 1994, Measurements Techiques in Fluid Dynamics – An Introduction, Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Belgium<br />
3. Taylor, J. R., 1986, Introduzione all’analisi degli errori: lo studio delle incertezze nelle misure fisiche Zanichelli Bologna<br />
4. Capello, A., 1973, Misure Meccaniche e Termiche, Casa Ed. Ambrosiana, Milano<br />
5. Branca, F. P., 1988, Misure Meccaniche, ESA Milano6. Cavalli, C. A., 1978, Misure e Collaudi sulle Macchine a Fluido, Hoepli

Metodi didattici

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L'insegnamento prevede lezioni in aula svolte dal docente sugli argomenti presentati nella sezione "Contenuti", mentre le esercitazioni e le esperienze pratiche vengono svolte presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale.<br />
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<strong>Modalità d’esame</strong> <br />
L’esame consta di una prova orale sugli argomenti trattati durante le lezioni teoriche e, eventualmente su una discussione dei risultati ottenuti dalle esercitazioni svolte in laboratorio

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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