PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE

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1 Pag. 1 di 8 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE Disciplina MACCHINE E DISEGNO a.s. 2013/2014 Classe: QUINTA Sez. B INDIRIZZO: CONDUZIONE DEGLI IMPIANTI E DEGLI APPARATI MARITTIMI Docenti : Proff. M. SANNA, A. Carreras

2 Pag. 2 di 8 ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe (VEDI PROGRAMMAZIONE C. d. C.) Alunni con bisogni educativi speciali (VEDI PROGRAMMAZIONE C. d. C.) FINALITA L insegnamento di macchine nella classe quinta tende a fornire agli allievi una solida professionalità di base che consenta loro di orientarsi correttamente nella interpretazione delle caratteristiche funzionali ed energetiche delle principali macchine a fluido motrici ed operatrici in relazione anche all applicazione nei moderni impianti di propulsione navale. L allievo dovrà inoltre avere delle conoscenze basilari sulla trasmissione del moto mentre, per quanto attiene al disegno di macchine, dovrà avere acquisito delle abilità grafiche di rilievo e lettura di particolari da meccanici. ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 4 ore di lezione alla settimana di cui 1 in copresenza del docente tecnico pratico Prof. Carreras. Piano di lavoro relativo al quinto anno COMPETENZE ABILITA CONOSCENZE Conoscere e utilizzare le principali unità di misura. n.1 Saper utilizzare i dati di tabelle e diagrammi per la soluzioni di problemi. n.2 Saper effettuare delle scelte riguardo ai componenti principali d impianto in relazione alle finalità da perseguire. n.3 Risolvere problemi, anche complessi, di dimensionamento di macchine e impianti, sapendo scegliere il metodo e i dati più opportuni. n.4 Essere in grado di effettuare scelte strategiche riguardo alla scelta della velocità della nave, tipo di combustibile, capacità dei serbatoi del combustibile e Conoscere i principali cicli termodinamici degli impianti motore termici e a vapore. Saper scegliere una pompa da inserire in un impianto idraulico. Descrivere le caratteristiche d impiego dei compressori. Descrivere le caratteristiche d impiego delle turbine. Conoscere i criteri di scelta degli impianti di propulsione di una nave. Conoscere e applicare i criteri per il dimensionamento di un motore alternativo. RICHIAMI DI TERINAMICA DEL GAS E DEL VAPORE definizioni ed unità di misura delle principali grandezze fisiche ( calore, temperatura, lavoro, potenza, coppia, rendimento, pressione); caratteristiche fisiche dei fluidi; termodinamica dei gas; cicli termici e rendimento termodinamico; rendimenti degli impianti motori termici; termodinamica del vapore; gli impianti a vapore; elementi di idraulica. RICHIAMI SULLE POMPE [LAB] Classificazione e generalità, portata, prevalenza, potenza utile, potenza assorbita, rendimento della pompa, la curva caratteristica, la cavitazione ( con calcolo del NPSHa) e metodi adoperati per evitarla I COMPRESSORI

3 Pag. 3 di 8 regime di funzionamento delle macchine Descrivere le caratteristiche degli ausiliari di un M.C.I. Conoscere le caratteristiche funzionale delle calderine a gas di scarico e dei sistemi di produzione di energia elettrica a bordo delle navi. Conoscere i criteri di dimensionamento degli organi meccanici. Classificazioni e generalità, potenza utile, potenza assorbita, rendimento CLASSIFICAZIONE E PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DELLE TURBINE statore e rotore e loro funzione, stadio di una turbina, il grado di reazione R, turbine ad azione e turbine a reazione, i triangoli di velocità, modalità di scambio del lavoro nelle turbine ( cenno all equazione di Eulero); confronto tra le turbine ad azione e a reazione. LA LINEA D ASSI DI UNA NAVE principali elementi della linea d assi e funzione del cuscinetto reggispinta; spinta e potenza di propulsione, rendimento globale della linea d assi, la formula dell Ammiragliato per il calcolo della potenza IMPIANTO TERMICO MOTORE CON T.G. schema d impianto, ciclo di Joule ideale e sua rappresentazione ed interpretazione nei piani p-v, T- S, hs; rendimento termico ideale; ciclo di Joule reale e sua rappresentazione nei piani termodinamici ; rendimento adiabatico del compressore e della turbina ; rendimento termico reale e rendimento globale dell impianto; potenza dell impianto, consumo specifico; il rapporto di compressione e il rapporto di miscela!=ma/mc ; modalità per aumentare il rendimento di un impianto (rigenerazione ed

4 Pag. 4 di 8 interrefrigerazione) I MOTORI ALTERNATIVI A COMBUSTIONE INTERNA [LAB] CLASSIFICAZIONI E DEFINIZIONI GENERALI cilindro, pistone, testata, basamento; PMS e PMI, corsa, cilindrata, rapporto volumetrico di compressione ", il coefficiente di riempimento #v ; motore aspirato e motore sovralimentato, motore ad accensione comandata e motore ad accensione spontanea ( o per compressione), le quattro fasi di funzionamento di un m.c.i., motori a 4T e motori a 2T. Descrizione generale delle caratteristiche costruttive e funzionali dei m.c.i. ed evidenziazione delle differenze principali tra motori Diesel e motori ad accensione comandata STUDIO DEI CICLI TERINAMICI IDEALI DI RIFERIMENTO ciclo Otto, ciclo Diesel, ciclo misto Sabathé ; rappresentazione ed interpretazione nei piani p-v e T- s ; calcolo del rendimento termodinamico ideale CICLO REALE DEI MOTORI A 4T Il diagramma indicato, la pressione media indicata pmi, il lavoro indicato Li; diagramma polare ( o circolare) della distribuzione reale per un 4T CICLO REALE DEI MOTORI A 2T Il lavaggio dei motori a 2T, i differenti tipi di lavaggio e loro confronto, la pompa di lavaggio, diagramma circolare della distribuzione reale di un motore diesel 2T

5 Pag. 5 di 8 POTENZA DEI M.C.I. lavoro indicato Li, potenza indicata Ni, rendimento indicato, rendimento meccanico, pressione media effettiva pme, potenza effettiva (o all asse) di un motore, rendimento globale, consumo specifico; espressione della potenza effettiva in funzione dei parametri #v,!, cs ; espressione della potenza effettiva in funzione della coppia motrice. ANALISI DEI FATTORI CHE INFLUENZANO LA POTENZA cilindrata totale, velocità di rotazione n, numero dei cilindri, rapporto C/D, velocità media del pistone vm, pressione media effettiva, coefficiente di riempimento LA REGOLAZIONE DELLA POTENZA CURVE CARATTERISTICHE DI UN M.C.I andamento della potenza e della coppia motrice al variare della velocità di rotazione n e del carico BILANCIO TERMICO DI UN MOTORE generalità, perdite dovute: ai gas combusti, all acqua ed all olio di raffreddamento, all olio di lubrificazione,all irraggiamento, varie LA SOVRALIMENTAZIONE scopo della sovralimentazione dei motori, modalità di attuazione della sovralimentazione, sovralimentazione meccanica, impianto con turbocompressore a gas di scarico, analisi energetica L INIEZIONE DEL COMBUSTIBILE

6 Pag. 6 di 8 NEI MOTORI DIESEL funzioni di un impianto di iniezione, schema e descrizione del funzionamento di un sistema di alimentazione ed iniezione, la pompa di iniezione e gli iniettori. IL CIRCUITO DEL COMBUSTIBILE Generalità, tipologie di combustibile adoperato, le apparecchiature di trattamento, schemi del circuito; Cenno ai parametri che influenzano l accensione e combustione dei combustibili : qualità del combustibile, grado di polverizzazione, turbolenza dell aria, forma della camera di combustione, rapporto di compressione, condizioni(p e T) dell aria all aspirazione, anticipo all iniezione, velocità di rotazione n, rapporto! L IMPIANTO DI DISTRIBUZIONE DEI M.C.I. generalità, descrizione dei sistemi adoperati e relativi schemi IL RAFFREDDAMENTO DEI MOTORI generalità, soluzioni impiantistiche adoperate con relativi schemi, calcolo della portata di fluido refrigerante LA LUBRIFICAZIONE DEI MOTORI scopo della lubrificazione e parti del motore interessate, sistemi e circuiti adoperati IMPIANTO DI ACCENSIONE DEI MOTORI AD ACCENSIONE COMANDATA generalità e descrizione del sistema a spinterogeno L AVVIAMENTO DEI MOTORI DIESEL modalità di avviamento dei

7 Pag. 7 di 8 motori di piccola cilindrata e dei grossi motori navali, schemi impiantistici LE CALDERINA A GAS DI SCARICO Generalità, tipologie, schemi impiantistici, I MPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA A BORDO DELLE NAVI generalità; diesel alternatore, turbo-alternatore, generatoreasse ELEMENTI DI MECCANICA momento e potenza nel moto rotatorio, rapporto di trasmissione, organi per la trasmissione del moto rotatorio: ruote dentate, cinghie; i riduttori di giri Il programma va integrato con gli argomenti affrontati in laboratorio. E inoltre parte integrante del corso dimostrare di saper risolvere problemi numerici (e di dimensionamento) relativi agli argomenti esaminati, la capacità di saper rappresentare ed interpretare diagrammi e grafici, essere in grado di leggere e tracciare semplici schemi impiantistici accompagnati da una appropriata relazione descrittiva. METODOLOGIA DIDATTICA Lezione frontale Lezione partecipata : Modello deduttivo(sguardo d insieme, concetti organizzatori anticipati) Modello induttivo (Analisi di casi, dal particolare al generale) Modello per problemi (Situazione problematica, discussione) Cooperative learning Brainstorming

8 Pag. 8 di 8 Libri di testo Testi di consultazione Fotocopie Sussidi multimediali Lavagna luminosa STRUMENTI DIDATTICI Web-Quest Siti web Manuale o altro. LIM Computer TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA Verifiche orali Prove scritte Risoluzione di problemi Osservazioni sul comportamento (partecipazione, attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole e dei compagni/e) Prove grafiche Prove pratiche Relazioni tecniche e/o sull attività svolta Esercizi CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE I criteri e la griglia di valutazione adottati sono quelli previsti dal POF.