Il corso copre i seguenti argomenti:

Introduzione alle turbomacchine
Analisi dimensionale e teoria della similitudine
Equilibrio radiale: progettazione a vortice libero, forzato e arbitrario

Progettazione di ventilatori assiali
Sistemi di controllo passivo dello stallo in ventilatori assiali: leading edge bumps
Sistemi di controllo passivo dello stallo in ventilatori assiali: anti-stall ring
Misurazione delle curve caratteristiche di un ventilatore assiale o radiale: ISO 5801 e AMCA 210
Esempio di progettazione di un ventilatore di grande taglia per air-cooled condenser

Progettazione di compressori assiali multistadio per applicazioni aeronautiche e industriali
Funzionamento di compressori assiali in condizioni off-design
Profili aerodinamici per ventilatori e compressori assiali.
Perdite di profilo e perdite per moti secondari all'interno del vano palare in compressori assiali.
Calcolo dell'incidenza di progetto e della deviazione

Introduzione al Machine Learning in applicazioni turbomacchinistiche: algoritmi supervisionati e non supervisionati. Esempi di applicazioni in turbomacchine e sistemi energetici.

Progettazione di ventilatori e compressori radiali
Correlazioni per il calcolo dello slip factor (Busemann, Stodola)
Diffusori e volute
Dimensionamento di un compressore centrifugo a stadio singolo e multistadio
Prestazioni fuori progetto di compressori centrifughi
Disegno di palettature per compressori radiali

Progettazione di turbine a gas e a vapore
Palettamenti di turbine assiali
Perdite di profilo e perdite per moti secondari all'interno del vano palare per turbine assiali.

Progettazione di turbine radiali

Progettazione di pompe idrauliche

Esercitazioni al calcolatore:
1. Installazione e verifica dell'installazione di Python, Anaconda e pyCharm
2. Calcolo delle prestazioni di un profilo aerodinamico isolato con XLRF5; calcolo delle prestazioni in schiera dello stesso profilo con una rete neurale. Confronto.
3. Applicazione di un modello di regressione machine-learnt per lo sviluppo di un fan selector
4. L'ottimizzazione nel processo di progetto di una macchina. Algoritmo NSGA2. Esempio di sistema di controllo del tip leakage vortex con casing treatment in turbina aeronautica.
5. Lavoro d'anno (progettazione di una macchina a fluido). Il tema prevede la progettazione di una macchina a partire da un punto di progetto con dei requisiti aggiuntivi che verranno definiti in fase di assegnazione del lavoro. Lo sviluppo richiede un lavoro di gruppo in cui è richiesto di applicare le nozioni teoriche apprese durante le lezioni frontali e sviluppare numericamente la procedura di progettazione in un ambiente IT a scelta del gruppo stesso. Verranno valutati: lo sviluppo complessivo del progetto, la metodologia utilizzata e i risultati ottenuti (50%), la progressione del lavoro(20%) e la presentazione finale del lavoro da parte dei componenti di ciascun gruppo durante la quale verrà chiesto agli studenti di commentare le scelte fatte in fase di realizzazione (30%).

Sandrolini, Naldi. Macchine vol 2
Dixon, Hall. Fluid mechanics and thermodynamics of turbomachinery
Lewis. Turbomachinery performance analysis