Fornire le conoscenze di base utili nello studio del funzionamento dei turbomotori e dei principali propulsori a getto di impiego aeronautico nonché dei propulsori ad elica di interesse aeronautico e navale. L’obbiettivo è perseguito estendendo e completando le conoscenze di base relative ai flussi compressibili ed alla combustione. Particolare cura verrà data all’apprendimento delle principali metodologie numeriche utilizzate in ambito industriale e di ricerca applicata, anche attraverso attività di laboratorio.
scheda docente materiale didattico
Concetti Introduttivi; Richiami flussi compressibili isentropici; urti normali. Dimensionamento circuiti gasdinamici; Flussi alla Fanno e flussi alla Rayleigh; Urti obliqui, odografa degli urti. Interazione tra urti. Urti staccati. Espansione di Prandtl-Meyer. Flussi potenziali compressibili; teoria lineare, profili alari supersonici. Cenni al metodo delle caratteristiche: caso 2D, stazionario
PARTE 2: ELEMENTI DI MOTORI PER AEROMOBILI
Concetti introduttivi: Classificazione dei propulsori; introduzione alle prestazioni dei propulsori; definizione della Spinta e delle Potenze. Definizione ed espressione dei rendimenti. Parametri prestazionali dei propulsori. Richiami ciclo Turbogas ideale e Ciclo Turbogas reale. Turbogetto Semplice a punto fisso e in volo. Turbogetto con post-combustore. Turbofan a flussi separati ed associati. Turboelica. Ramjet. Cenni su eliche aeronautiche: teoria dell’elemento di pala. Prese dinamiche subsoniche e supersoniche. Ugelli propulsivi subsonici e supersonici. Elementi di Combustione
ESERCITAZIONI PREVISTE
Esercitazione comportamento di un circuito gasdinamico (in laboratorio di calcolo). Esercitazione urti obliqui (in aula). Esercizi espansioni di Prandtl-Meyer e profili supersonici (in aula). Esercizi su: Turbogetto Semplice; Turbogetto con post-combustione; turbo fan a flussi separati e associati. Prese dinamiche e Ugelli propulsivi (in aula).
Ulteriori testi di supporto sono i seguenti:
HILL P., PETERSON C., “MECHANICS AND THERMODYNAMICS OF PROPULSION”, ADDISON WESLEY PUBL., 2ND ED., 1992.
CUMPSTY N., “JET PROPULSION”, CAMBRIDGE UNIV. PRESS, 1997.
Programma
PARTE 1: ELEMENTI DI GASDINAMICAConcetti Introduttivi; Richiami flussi compressibili isentropici; urti normali. Dimensionamento circuiti gasdinamici; Flussi alla Fanno e flussi alla Rayleigh; Urti obliqui, odografa degli urti. Interazione tra urti. Urti staccati. Espansione di Prandtl-Meyer. Flussi potenziali compressibili; teoria lineare, profili alari supersonici. Cenni al metodo delle caratteristiche: caso 2D, stazionario
PARTE 2: ELEMENTI DI MOTORI PER AEROMOBILI
Concetti introduttivi: Classificazione dei propulsori; introduzione alle prestazioni dei propulsori; definizione della Spinta e delle Potenze. Definizione ed espressione dei rendimenti. Parametri prestazionali dei propulsori. Richiami ciclo Turbogas ideale e Ciclo Turbogas reale. Turbogetto Semplice a punto fisso e in volo. Turbogetto con post-combustore. Turbofan a flussi separati ed associati. Turboelica. Ramjet. Cenni su eliche aeronautiche: teoria dell’elemento di pala. Prese dinamiche subsoniche e supersoniche. Ugelli propulsivi subsonici e supersonici. Elementi di Combustione
ESERCITAZIONI PREVISTE
Esercitazione comportamento di un circuito gasdinamico (in laboratorio di calcolo). Esercitazione urti obliqui (in aula). Esercizi espansioni di Prandtl-Meyer e profili supersonici (in aula). Esercizi su: Turbogetto Semplice; Turbogetto con post-combustione; turbo fan a flussi separati e associati. Prese dinamiche e Ugelli propulsivi (in aula).
Testi Adottati
Il principale materiale didattico dell'insegnamento è costituito dalle dispense realizzate dal docente ed utilizzate durante le lezioni, reperibili dal sito del docente (link comunicato all’inizio del corso).Ulteriori testi di supporto sono i seguenti:
HILL P., PETERSON C., “MECHANICS AND THERMODYNAMICS OF PROPULSION”, ADDISON WESLEY PUBL., 2ND ED., 1992.
CUMPSTY N., “JET PROPULSION”, CAMBRIDGE UNIV. PRESS, 1997.
Modalità Erogazione
Il corso si svolge mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni al calcolatore. Il materiale didattico viene messo a disposizione attraverso il sito del docente o tramite la piattaforma Moodle. Il corso viene integrato da seminari tenuti da personale di alto profilo proveniente da industrie o centri di ricerca. Tenendo conto possibili problematiche legate all’organizzazione, sono previste anche visite didattiche presso centri di ricerca ed aziende del settore aeronautico e aerospaziale dell’area romana.Modalità Valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale. Le date di esame per l'insegnamento seguiranno il calendario di esami del Collegio Didattico di Ingegneria Meccanica. Sarà prevista una data di esame per ogni appello a partire della quale saranno rese disponibili altre giornate per sostenere l’esame.