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FABIO BERNI
Ricercatore t.d. art. 24 c. 3 lett. B
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Theory and Simulation of Industrial Fluid Machines
Sustainable industrial engineering (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire le conoscenze e le competenze necessarie per comprendere i principi di funzionamento e l'architettura delle macchine a fluido ampiamente utilizzate in ambito industriale, quali pompe centrifughe, compressori e ventilatori. Inoltre, il corso fornisce agli studenti i fondamenti necessari per la progettazione delle turbomacchine.
Viene poi discusso l'uso degli e-fuel (come ammoniaca e idrogeno) in ambito industriale al fine di ridurre le emissioni di CO2, per sensibilizzare gli studenti verso una maggiore sostenibilità.
Nella seconda parte vengono introdotti i fondamenti della simulazione termofluidodinamica. Per mezzo di un laboratorio di progettazione virtuale, basato su strumenti CFD-3D, vengono creati modelli numerici sia di una turbomacchina che di un bruciatore per analizzarne il comportamento e indagare i punti deboli. Al termine del corso, gli studenti dovranno acquisire competenze sulla simulazione CFD-3D di macchine industriali a fluido.
Prerequisiti
Conoscenze di Matematica, Fisica Generale, Fisica Tecnica e Inglese.
Programma del corso
2 CFU (circa 20 ore):
- Teoria della similitudine
- Teoria delle pompe centrifughe con dimensionamento di una macchina
- Teoria dei compressori
- Teoria dei ventilatori
- E-fuels (H2 e NH3): produzione, stoccaggio ed utilizzo.
- Introduzione ai bruciatori industriali.
2 CFU (circa 14 ore):
Introduzione alla simulazione fluidodinamica computazionale 3D (CFD-3D).
2 CFU (circa 20 ore):
- Simulazione virtuale di (almeno) una macchina a fluido
- Simulazione virtuale di un bruciatore industriale.
- Esercitazione
Metodi didattici
L'insegnamento è erogato, in lingua inglese, attraverso lezioni frontali.
Le lezioni incentrate sugli aspetti teorici sono svolte con l'utilizzo di presentazioni in Power Point.
La formazione in laboratorio viene svolta utilizzando macchine virtuali su PC. Viene adottato uno specifico software CFD e le licenze sono fornite dal docente.
Testi di riferimento
- Il docente fornisce dispense esaustive e sufficienti al superamento dell’esame.
Verifica dell'apprendimento
La verifica si svolge in forma orale, secondo le modalità di un colloquio tra Docente ed esaminando/a di durata approssimativa di 45 minuti. L'esame si svolgerà al termine dell’insegnamento secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame e per ogni appello lo/a studente/essa che intenda sostenerlo dovrà iscriversi utilizzando la Piattaforma Esse3. Gli indicatori di valutazione della prova sono:
-Padronanza degli argomenti trattati (50%);
-Capacità applicativa delle conoscenze (25%);
-Capacità di collegare le conoscenze (15%);
-Capacità di discutere gli argomenti (10%);
Il voto è espresso in trentesimi ed è necessario ai fini di superamento dell’esame il raggiungimento della soglia dei 18/30 (vale a dire una preparazione ragionevolmente sufficiente sia dal punto di
vista dei contenuti sia dal punto di vista del linguaggio espositivo utilizzato).
Risultati attesi
1) Conoscenza: lo studente deve sapersi orientare nell’ambito delle macchine a fluido, riuscendo a descrivere con chiarezza layout e principio di funzionamento delle macchine studiate.
2) Conoscenza applicata: lo studente deve padroneggiare la materia attraverso una terminologia accurata e propria. Inoltre deve saper applicare le nozioni acquisite, ovvero essere in grado di destreggiarsi in un contesto di tipo progettuale.
3) Autonomia di giudizio: lo studente deve maturare la propria capacità di valutazione critica ed autonoma di quanto appreso.
4) Abilità comunicative: lo studente deve saper esprimere in modo razionale le proprie conoscenze.
5) Capacità di apprendimento: lo studente deve saper approfondire le nozioni apprese per proseguire in autonomia il proprio percorso formativo.