SERVIZI GENERALI DI IMPIANTO

Docenti: 
VOLPI Andrea
Codice dell'insegnamento: 
10864*2378*2016*2016*9999
Crediti: 
9
Anno accademico di offerta: 
2017/2018
Settore scientifico disciplinare: 
IMPIANTI INDUSTRIALI MECCANICI (ING-IND/17)
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua dell'insegnamento: 

Italiano

Obiettivi formativi

Conoscenze e capacità di comprendere: mediante le lezioni frontali tenute durante il corso, lo studente acquisirà i metodi e le conoscenze necessari a descrivere il moto dei fluidi nei condotti, a comprendere i criteri di progettazione e realizzazione delle reti di distribuzione di servomezzi fluidi, a progettare e realizzare i principali impianti di servizio.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Mediante le esercitazioni pratiche svolte in classe relativamente ad alcuni argomenti del programma, gli studenti apprendono come applicare le conoscenze acquisite in un contesto reale di progettazione, nonché in ambiti multidisciplinari o non familiari.La possibilità di realizzare in gruppo un lavoro d’anno interdisciplinare e facoltativo, consente allo studente di estendere ed applicare con un’attività pratica, in scala ridotta, le conoscenze acquisite teoricamente relative alla progettazione e alla realizzazione di un impianto di servizio.Autonomia di giudizio
Lo studente dovrà essere in grado di comprendere e valutare in maniera critica il funzionamento dei principali impianti di servizio; utilizzando le conoscenze acquisite dovrà analizzare impianti esistenti valutandone le prestazioni e l’adeguatezza, elaborare relativi dati numerici e sostenere scelte decisionali inerenti gli impianti stessi. In particolare dovrà avere acquisito la capacità di valutare e progettare autonomamente un impianto di servizio (fonte di approvvigionamento o generatore, rete di distribuzione) che risponda ai requisiti imposti dalle utenze connesse.Capacità comunicative
Tramite le lezioni frontali, il confronto con il docente e l’eventuale progetto d’anno, lo studente acquisisce il lessico specifico inerente agli impianti generali di servizio. Ci si attende che, al termine del corso, lo studente sia in grado di trasmettere, in forma orale e in forma scritta, i principali contenuti del corso, quali idee, problematiche ingegneristiche e relative soluzioni. Lo studente deve comunicare le proprie conoscenze con mezzi adeguati, pertanto per la risoluzione di problemi numerici ci si attende l’utilizzo di strumenti di uso comune nel settore, quali tabelle, schemi impiantistici, diagrammi di flusso, fogli di calcolo numerici.

Capacità di apprendimento
Lo studente che abbia frequentato il corso sarà in grado di approfondire le proprie conoscenze in materia di impiantistica generale attraverso la consultazione autonoma di testi specialistici, riviste scientifiche o divulgative, anche al di fuori degli argomenti trattati strettamente a lezione, al fine di affrontare efficacemente l’inserimento nel mondo del lavoro o intraprendere percorsi di formazione successivi.

Prerequisiti

Non vi sono propedeuticità obbligatorie.

Contenuti dell'insegnamento

Il corso si propone di fornire allo studente i criteri generali di progettazione e realizzazione dei principali impianti a servizio degli impianti produttivi. Pertanto i contenuti proposti durante lo svolgimento delle lezioni riguardano nella prima parte del corso l’analisi del moto dei fluidi nei condotti, una panoramica degli elementi che costituiscono il piping, nonché i criteri da adottare per la buona posa in opera e la protezione delle tubazioni. Nella seconda parte del corso vengono descritti e analizzati nei dettagli costruttivi e funzionali i principali impianti di servizio, quali approvvigionamento e distribuzione dell’acqua, produzione e distribuzione del vapore tecnologico e dell’aria compressa per uso industriale.

Programma esteso

Cap.1 - ANALISI E PROGETTAZIONE DEL CIRCUITO FLUIDODINAMICO
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01 - servizi generali di impianto: introduzione al corso e definizioni, equazioni del
moto del fluido nei condotti: principio di conservazione della massa
02 - equazioni del moto del fluido nei condotti: principio di conservazione
dell'energia, perdite di carico, perdite di carico distribuite
03 - perdite di carico concentrate, esercitazione perdite di carico e diagramma di
Moody, prevalenza, potenza e rendimento di una pompa, richiami di macchini
operatrici a fluido incomprimibile, pompe dinamiche centrifughe
04 - il fenomeno della cavitazione, accorgimenti impiantistici contro la cavitazione,
pompe volumetriche, accoppiamento di pompe in serie, accoppiamento di pompe in
parallelo, curve caratteristiche dei circuiti
05 - funzionamento in transitorio, avviamento dei circuiti, stabilità di funzionamento,
dimensionamento economico di una tubazione
06 - progettazione delle reti, progetto di condotta di estremità a diametro
economico, progettazione di condotta di estremità a perdite di carico costanti,
progetto di reti aperte
07 - progetto di reti chiuse ed esercizi sul dimensionamento di reti chiuse
08 - fattore di contemporaneità: teoria ed esercizio
09 - esercitazione dimensionamento reti aperte

Cap.2 - IL PIPING ED I SUOI ELEMENTI FONDAMENTALI
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09 - il piping: definizioni e simbologia, diametro nominale e pressione nominale
10 - tubi, tubi in acciaio, tubi commerciali, tubi di classe normale, tubi di classe
superiore, tubi speciali, tubi in rame, tubi in materie plastiche, giunti, giunto con
saldatura di testa, giunti a bicchiere, giunti a manicotto, giunti a bocchettone
11 - giunti a flange: flangia piana, flangia scorrevole, flangia cieca, flangia a collare,
raccordi, guarnizioni; organi di intercettazione e regolazione:terminologia, organi di intercettazione: saracinesche, rubinetti, organi di ritegno;
organi di regolazione: valvole a flusso avviato, a singola e doppia sede, curva
caratteristica
12 - coefficiente di portata, tipi di otturatore e criteri di scelta, valvole miscelatrici e
deviatrici, valvole regolatrici di pressione, riduttori di pressione autoazionati e auto
servoazionati, valvole di sfioro
13 - valvole termostatiche, filtri

Cap.3 - POSA IN OPERA E PROTEZIONE DELLE TUBAZIONI
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13 - introduzione, modalità di posa in opera delle tubazioni, sostegni per tubazioni,
protezione delle tubazioni, rivestimenti anticorrosivi
14 - flusso termico in una tubazione, raggio critico isolante, esercitazione calcolo
dissipazioni termiche, rivestimenti coibenti, rivestimenti antigelo: fluido in moto
15 - rivestimenti antigelo: fluido in quiete, serbatoio prismatico o cilindrico
16 - dimensionamento di un rivestimento coibente, rivestimenti antistillicidio,
caratteristiche e scelta del materiale isolante
17 - posa in opera dell’isolante, dilatazioni termiche nelle tubazioni, compensatori a
lira, compensatori assiali a soffietto, compensatori a snodo, compensatori laterali,
compensatori a bicchiere

Cap.4 - SERVIZIO ACQUA INDUSTRIALE
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17 - introduzione, fonti di approvvigionamento acqua, derivazioni da acque
superficiali, estrazioni di acque profonde, pozzi a secco, pozzi a umido
18 - curva caratteristica del pozzo in falda freatica e artesiana, acquedotti,
distribuzione dell’acqua, acqua industriale, sistemi di alimentazione diretta
19 - dimensionamento e realizzazione del serbatoio di accumulo, serbatoi in quota,
interrati e fuori terra, introduzione ai gruppi di pressurizzazione
20 - sistemi di pressurizzazione, gruppo di pressurizzazione con serbatoio a
membrana, gruppo di pressurizzazione con autoclave a cuscino d’aria, gruppi di
pressurizzazione a controllo di flusso
21 - esercitazione dimensionamento autoclave

Cap.5 - SERVIZIO VAPORE TECNOLOGICO
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21 - introduzione, il fluido termovettore
22 - impianti a vapore per uso tecnologico, diagramma T-s per un impianto a
vapore, generatori di vapore, parametri caratteristici
23 - funzionamento in transitorio, regolazione dei generatori di vapore, l’auto
evaporazione, classificazione dei generatori di vapore
24 - gruppo riduttore di pressione, rete di distribuzione e relativi accessori, utenze a
vapore e loro termoregolazione
25 - scaricatori di condensa, scaricatori meccanici, scaricatori a galleggiante,
scaricatori a secchiello rovesciato, scaricatori termostatici, scaricatore termostatico
a pressioni equilibrate, scaricatore bimetallico, scaricatori termodinamici, drenaggio
degli scambiatori di calore, rete condense, pozzo caldo, pompe di innalzamento
della condensa
26 - pompe di elevazione condense

Cap.6 - SERVIZIO ARIA COMPRESSA
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27 - introduzione all'aria compressa, caratteristiche dell'impianto e del servizio, rendimento del ciclo, schema impiantistico
28 - condotta di aspirazione, lavoro di compressione, compressori volumetrici alternativi, compressori volumetrici rotativi, compressori dinamici, separatore e scaricatore di condensa
29 - serbatoio di stoccaggio, sistemi di essicazione, rete di distribuzione, collaudo della reteCap.7 - IMPIANTI FRIGORIFERI
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30 - Introduzione agli impianti frigoriferi, classificazione degli impianti, principi della termodinamica, ciclo frigorifero a compressione di gas, ciclo frigorifero a compressione di vapore, caratteristiche di un fluido frigorifero
31 - ciclo di Carnot inverso ideale e calcolo del COP, ciclo reale, esercizio dimensionamento impianto frigorifero, ciclo reale con scambiatore rigenerativo, ciclo reale con economizzatore
32 - Impianti frigoriferi a espansione secca e umida, ciclo frigorifero ad assorbimento, compressori, condensatori, evaporatori, valvole termostatiche

Bibliografia

Gli appunti del corso in formato PDF e tutto il materiale impiegato durante le lezioni e le esercitazioni (lucidi, schemi impiantistici, fogli Excel, filmati, registrazione audio delle lezioni) sono resi disponili agli studenti e condivisi in una cartella Google Drive. Per essere aggiunti alla condivisione mandare una mail al docente andrea.volpi@unipr.it avente come oggetto “Condivisa SGI Drive”.In aggiunta al materiale condiviso, lo studente può approfondire personalmente alcuni argomenti affrontati durante il corso facendo riferimento ai seguenti testi:A. Monte, "Elementi di impianti industrali"M. Gentilini, "Impianti meccanici"Andreini, Pierini, "Generatori di vapore di media e piccola potenza"A. Pareschi, "Impianti meccanici per l'industria"

Metodi didattici

Il corso ha un peso di 9 CFU, che corrispondono a 63 ore di lezione. Le attività didattiche saranno condotte privilegiando lezioni frontali in aula alternate a esercitazioni. Durante le lezioni frontali vengono affrontati gli argomenti del corso da un punto di vista teorico-progettuale, al fine di favorire la comprensione profonda delle tematiche e di far emergere eventuali preconoscenze sui temi in oggetto da parte dei formandi. Durante le esercitazioni svolte in classe, durante le quali è possibile avvalersi di strumenti personali di calcolo quali elaboratori, gli studenti saranno tenuti ad applicare la teoria ad un esercizio, un caso studio reale o un progetto sviluppato secondo i criteri metodologici illustrati nelle lezioni e nel materiale bibliografico e didattico.La possibilità di realizzare in gruppo (3 o 4 persone al massimo) un lavoro d’anno interdisciplinare e facoltativo, consente allo studente di estendere ed applicare con un’attività pratica, in scala ridotta, le conoscenze acquisite teoricamente relative alla progettazione e alla realizzazione di un impianto di servizio. Gli studenti che svolgono il lavoro di gruppo sono esonerati dalle domande del tema d’esame scritto che vertono sui contenuti dei capitoli 1, 2, 3, 4 del corso.A complemento dei metodi didattici finora esposti, se le condizioni lo consentono, viene organizzata una visita facoltativa alla centrale termica del polo universitario “Campus” al fine di osservare in prima persona l’applicazione delle conoscenze acquisite in una rete di impianti reali.Le slide e gli appunti utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate a inizio corso sulla piattaforma Elly e su una cartella condivisa su Google Drive. Per scaricare le slide da Elly è necessaria l’iscrizione al corso on line, mentre per essere aggiunti alla condivisione occorre mandare una mail al docente andrea.volpi@unipr.it avente come oggetto “Condivisa SGI Drive”.Gli appunti, i lucidi, i fogli di calcolo, le tabelle e tutto il materiale condiviso è considerato parte integrante del materiale didattico. Si ricorda agli studenti non frequentanti di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly, unico strumento di comunicazione impiegato per il contatto diretto docente/studente.Su tale piattaforma, giorno per giorno, vengono indicati gli argomenti affrontati a lezione che andranno poi a costituire l’indice dei contenuti in vista della preparazione all’esame finale.

Modalità verifica apprendimento

La verifica dell’apprendimento prevede una prova scritta basata su domande a risposte aperte della durata di 2 ore. La prova consiste normalmente di 6/7 quesiti che possono vertere su contenuti teorici, dimostrazioni, esercitazioni affrontati durante il corso; dimostrazioni e trattati teorici hanno peso pari a 1,0; schemi impiantistici e disegni tecnici peso 1,5; esercitazioni peso 1,8. La votazione finale viene calcolata assegnando ad ogni domanda una valutazione da 0 a 30 ed effettuando la media pesata delle singole valutazioni, con arrotondamento finale per eccesso; la prova è superata se raggiunge un punteggio pari ad almeno 18 punti. La lode viene assegnata nel caso del raggiungimento del massimo punteggio su ogni item a cui si aggiunga la padronanza del lessico disciplinare.Gli studenti che svolgono il lavoro di gruppo facoltativo sono esonerati dalle domande del tema d’esame scritto che vertono sui contenuti dei capitoli 1, 2, 3, 4 del corso (normalmente 3 o 4 quesiti).Il corso, con peso pari a 6 CFU, viene erogato come corso a scelta per la Laurea Triennale in Ingegneria Gestionale. Gli studenti gestionali che lo inseriscono come attività a scelta nel proprio piano degli studi hanno un programma di esame ridotto; in particolare a loro non saranno richiesti dimostrazioni, disegni tecnici e risoluzione di esercizi in sede di esame; avranno pertanto una prova scritta appositamente preparata.

Altre informazioni