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Il corso è basato sulla tecnica del "Learning by doing", attiva il background e le esperienze degli studenti che hanno conseguito la laurea triennale in Ingegneria meccanica, proponendo, come casi di studio, due progetti che richiedono un approccio multidisciplinare. Gli studenti saranno seguiti da insegnanti, ma saranno liberi di lavorare a qualsiasi tipo di problema derivante da questi progetti.
Competenze specifiche Il corso si propone lo sviluppo dell’abilità di descrivere, tramite modelli, sistemi semplici e di progettare esperienze di laboratorio tramite le quali verificare l’attendibilità della descrizione e di integrare la conoscenza delle macchine con l’esperienza pratica di rilievo delle loro caratteristiche meccaniche. Le esperienze di laboratorio indurranno ad approfondire le conoscenze acquisite nei corsi della Laurea Triennale e a far acquisire capacità pratiche su moderne strumentazioni, sia hardware sia software, applicate nei laboratori di ricerca o in quelli industriali. Competenze trasversali: Lo sviluppo del progetto in autonomia mira all’acquisizione della capacità di applicazione delle conoscenze apprese, dell’abilità di risolvere problemi e tematiche nuove o non familiari, quando queste siano incluse in contesti più ampi (o interdisciplinari) connessi al proprio settore di studio. Il confronto e la collaborazione propria dei team di lavoro stimolerà la capacità degli studenti di integrare le conoscenze, in vista della gestione di problemi più complessi, nonché la capacità di ottenere valutazioni, con un sufficiente grado di discernimento, anche sulla base di informazioni limitate o incomplete, senza trascurare le implicazioni sociali ed etiche connesse all'applicazione delle loro conoscenze o decisioni. Infine, attraverso la redazione e l’esposizione di un documento di presentazione verrà perseguito l'obiettivo di saper comunicare chiaramente i propri risultati, insieme alle conoscenze e ai principi che li hanno determinati, a interlocutori specializzati e non.
Argomenti delle lezioni: Illustrazione della tipologia e delle dimensioni di una turbina di cui progettare ed eseguire le operazioni di collaudo. Richiami delle curve caratteristiche di macchine rotanti: Pompe, turbine Freni per banchi prova: modalità di gestione delle prove Richiami delle caratteristiche dei misuratori di portata, pressione, coppia, velocità angolare, temperatura Presentazione di una semplice macchina volumetrica (“turbodrop”) da modellare Utilizzo di Simulink per la modellazione di sistemi dinamici. Acquisizione dati in ambiente LabView, di grandezze quasi stazionarie e di grandezze rapidamente variabili nel tempo. Argomenti delle esercitazioni: Le esercitazioni saranno svolte in aula e impegneranno gli studenti in calcoli da eseguire individualmente con l’aiuto di PC, calcolatrici, manuali e abachi. • Definizione schema di principio di un banco prova per macchine motrici • Dimensionamento dei componenti e degli ausiliari del banco-prova • Scrittura di un sistema di equazioni idoneo alla descrizione della legge del moto del dispositivo “turbodrop” • Comunicazione dei risultati delle attività. Relazioni su: o Curve di tarature degli strumenti o Caratteristiche teoriche del dispositivo “turbodrop” o confronto con le caratteristiche del “turbodrop” misurate al banco o progettazione del banco prova delle macchine motrici o presentazione delle caratteristiche della turbina misurate al banco
Essendo la didattica fondata sulla tecnica “learning by doing” (o “project based learning”), inizialmente saranno presentati i due casi studio di cui i gruppi di allievi dovranno ideare, proporre, progettare e discutere le soluzioni. Quindi la didattica proseguirà con discussioni ristrette ai vari gruppi, nel rispetto dei tempi e delle scelte autonome di ciascuno di essi. Nel caso si renda necessario far ricorso alla didattica a distanza, le lezioni saranno tenute in modalità sincrona in streaming utilizzando la piattaforma MS TEAMS (o altra equivalente messa a disposizione dell'ateneo). Anche le ore di ricevimento saranno erogate utilizzando la stessa piattaforma
Metodi e criteri di valutazione dell’apprendimento: La valutazione è basata su una prova orale individuale. Lo studente dovrà illustrare in una breve presentazione Power Point (5 minuti al massimo) l’attività che il gruppo di studenti di cui ha fatto parte ha svolto in uno dei due progetti assegnati. La scelta del progetto da presentare è del docente. Al termine del tempo assegnato, l’allievo risponderà a quesiti sul lavoro presentato, a chiarimento di ipotesi di lavoro assunte, scelte compiute, superamento di criticità, strumenti di misura impiegati, considerazioni su alternative possibili. Infine dovrà rispondere a domande che riguardano i risultati ottenuti nel secondo progetto, non affrontato nella presentazione. Nel caso di didattica a distanza si utilizzeranno le modalità di collegamento definite dall’Ateneo ma la prova sarà svolta sempre in accordo a quanto detto sopra L’esame tende a valutare: a) la conoscenza e la comprensione dei fenomeni da modellare e delle tecniche di misura per le verifiche sperimentali b) la competenza nel comunicare, in maniera chiara e sintetica, il lavoro svolto ed i risultati ottenuti, con rigore e proprietà di linguaggio; c) la competenza nell’analisi critica delle scelte progettuali e dei risultati in generale. Il requisito espresso nel punto a) è una condizione necessaria per il superamento della prova. Saranno attribuiti voti nella fascia di eccellenza (27-30) a chi ha mostrato brillantezza in tutt’e tre gli aspetti qualitativi e, soprattutto, denota prontezza anche nell’individuare approcci a problematiche soltanto simili a quelle già affrontate. Saranno invece classificati in una fascia intermedia (24-26) gli studenti meno efficaci rispetto ai punti b) e c). Voti fra 18 e 23 saranno infine assegnati a coloro che abbiano mostrato lacune nette, anche in una sola delle verifiche dei punti b) e c).
Dispense ed appunti disponibili sul sito i-campus; sarà inoltre consultata la documentazione tecnica di strumenti e componenti del sistema di misura progettato.
Sergio Bova
ARGOMENTI Illustrazione della tipologia e delle dimensioni di una turbina di cui progettare ed eseguire le operazioni di collaudo. MATERIALI Appunti e tavole disponibili su icampus.dimeg.it LEZIONI 1 ESERCITAZIONI 0 LABORATORIO 0 STUDIO 3 ESAME 0 ARGOMENTI Richiami delle curve caratteristiche di macchine rotanti: Pompe, turbine MATERIALI Appunti disponibili su icampus.dimeg.it; LEZIONI 2 ESERCITAZIONI 0 LABORATORIO 0 STUDIO 6 ESAME 0 ARGOMENTI Freni per banchi prova: modalità di gestione delle prove MATERIALI Appunti e tavole disponibili su icampus.dimeg.it; documentazione tecnica dei costruttori di freni LEZIONI 3 ESERCITAZIONI 0 LABORATORIO 4 STUDIO 5 ESAME ARGOMENTI Richiami delle caratteristiche dei misuratori di portata, pressione, coppia, velocità angolare, temperatura MATERIALI Appunti e tavole disponibili su icampus.dimeg.it; documentazione tecnica degli strumenti LEZIONI 4 ESERCITAZIONI 2 LABORATORIO 2 STUDIO 12 ESAME 0 ARGOMENTI Definizione schema di principio di un banco prova per macchine motrici MATERIALI Appunti e tavole disponibili su icampus.dimeg.it; LEZIONI 2 ESERCITAZIONI 0 LABORATORIO 0 STUDIO 5 ESAME 0 ARGOMENTI Dimensionamento dei componenti e degli ausiliari del banco-prova MATERIALI Appunti e tavole disponibili su icampus.dimeg.it; documentazione tecnica dei costruttori dei vari componenti LEZIONI 4 ESERCITAZIONI 0 LABORATORIO 0 STUDIO 12 ESAME 0 ARGOMENTI progettazione del banco prova delle macchine motrici MATERIALI Appunti e tavole disponibili su icampus.dimeg.it; LEZIONI 0 ESERCITAZIONI 3 LABORATORIO 3 STUDIO 0 ESAME 0 ARGOMENTI presentazione delle caratteristiche della turbina misurate al banco MATERIALI LEZIONI 0 ESERCITAZIONI 3 LABORATORIO 0 STUDIO 8 ESAME 1 ARGOMENTI Presentazione di una semplice macchina volumetrica (“turbodrop”) da modellare MATERIALI Appunti e tavole disponibili su icampus.dimeg.it; documentazione tecnica dei costruttori di freni LEZIONI ESERCITAZIONI LABORATORIO STUDIO ESAME ARGOMENTI Utilizzo di Simulink per la modellazione di sistemi dinamici. MATERIALI Manuali del software LEZIONI 1 ESERCITAZIONI 2 LABORATORIO STUDIO 4 ESAME ARGOMENTI Acquisizione dati in ambiente LabView, di grandezze quasi stazionarie e di grandezze rapidamente variabili nel tempo. MATERIALI manuali del software; scheda tecniche della scheda AD LEZIONI 1 ESERCITAZIONI 2 LABORATORIO 4 STUDIO 2 ESAME 0 ARGOMENTI Scrittura di un sistema di equazioni idoneo alla descrizione della legge del moto del dispositivo “turbodrop” MATERIALI Appunti disponibili su icampus.dimeg.it; LEZIONI 2 ESERCITAZIONI 3 LABORATORIO 0 STUDIO 8 ESAME 0 ARGOMENTI Comunicazione dei risultati delle attività MATERIALI LEZIONI 1 ESERCITAZIONI 0 LABORATORIO 0 STUDIO 5 ESAME 1 ARGOMENTI Curve di tarature degli strumenti MATERIALI Appunti e tavole disponibili su icampus.dimeg.it; documentazione tecnica dei costruttori degli strumenti LEZIONI 3 ESERCITAZIONI 2 LABORATORIO 3 STUDIO 6 ESAME 0 ARGOMENTI Caratteristiche teoriche del dispositivo “turbodrop” MATERIALI LEZIONI 3 ESERCITAZIONI 0 LABORATORIO 0 STUDIO 3 ESAME 0 ARGOMENTI confronto con le caratteristiche del “turbodrop” misurate al banco MATERIALI LEZIONI 0 ESERCITAZIONI 3 LABORATORIO 3 STUDIO 0 ESAME 0
The course, based on the “Learning by doing” technique, activates the background and experiences of students who have earned Mechanical Engineering Bachelor’s degree, by proposing, as cases study, two projects that require a multidisciplinary approach. The students will be supervised by teachers, but they will be free in working out any kind of problem arising from these projects.
No
Specific skills The course aims to develop the ability to describe, through models, simple systems and to design laboratory experiences through which to verify the reliability of the description and to integrate the knowledge of the machines with the practical experience of detecting their mechanical characteristics . The laboratory experiences will lead to deepen the knowledge acquired in the courses of the Bachelor's Degree and to acquire practical skills on modern instruments, both hardware and software, applied in research laboratories or in industrial ones. Soft skills: The autonomous development of the project aims at acquiring the ability to apply the knowledge learned, the ability to solve new or unfamiliar problems and issues, when these are included in wider (or interdisciplinary) contexts connected to one's field of study. The comparison of points of view and the collaboration of the work teams will stimulate students' ability to integrate knowledge, in view of managing more complex problems, as well as the ability to obtain assessments, with a sufficient degree of discernment, also on the basis limited or incomplete information, without neglecting the social and ethical implications associated with the application of their knowledge or decisions. Finally, through the preparation and presentation of a presentation document, the objective of knowing how to clearly communicate their results, together with the knowledge and principles that determined them, will be pursued to specialized and non-specialized interlocutors.
Course topics:
Illustration of the type and size of a turbine whose design and perform testing operations.
Recalls of the characteristic curves of rotating machines: pumps, turbines
Brake test benches: how to manage the tests
Recalls the characteristics of flow meters, pressure, torque, angular velocity, temperature
Presentation of a simple volumetric machine ("turbodrop") to be modeled
Using Simulink for modeling dynamic systems.
Data acquisition of almost stationary or rapidly changing signals, in LabView environment.
Tutorials topics:
The exercises will be carried out in the classroom and students will be engaged in calculations to be performed individually with the help of PCs, calculators, manuals and schedules.
• schematic diagram of a test bed for prime movers
• Sizing of the component and the auxiliary counter-evidence
• Creating a system of equations suitable for the description of the law of motion of the device "turbodrop"
• Communication of the results of activities.
REPORTS on:
- Curves of instrument calibration
- Features theoretical device "turbodrop"
- Comparison with the characteristics of "turbodrop" measured over the counter
- The design of the test bench of the prime movers
- Presentation of the characteristics of the turbine measured over the counterSince the teaching technique used is based on "learning by doing" (or "project based learning"), initially two case studies will be presented. The students, organized in small groups (2-4 people) will have to conceive, design and propose solutions they consider most appropriate. Then the teaching will continue with discussions restricted to various groups, respecting the time and autonomous choices of each group. If it is necessary to use distance learning, the lessons will be held in synchronous streaming using the MS TEAMS platform (or other equivalent made available to the university). In this case, also receiving hours will be provided using the same platform.
Learning assessment methods and criteria: Evaluation is based on an individual oral exam. The student will have to illustrate in a short Power Point presentation (5 minutes maximum) the activity that his team has done in one of the two assigned projects. the teacher choices the project to be presented. At the end of the time allotted, the student will answer questions on the work presented, to clarify the hypotheses of work, the choices made, the critical issues overcame, the measuring instruments used, with considerations on possible alternatives. Finally, he will have to answer questions concerning the results obtained in the second project, not addressed in the presentation. In the case of distance teaching, the connection methods defined by the University are used but the test will always be carried out in accordance with the above The exam has the aim to evaluate: a) knowledge and understanding of the phenomena to be modeled and of the measurement techniques for the experimental verifications b) the ability to communicate the work done and the results obtained, in a clear and concise manner, with rigor and appropriate technical terms; c) competence in the critical analysis of design choices and results in general. The requirement expressed in point a) is a necessary condition for passing the test. Grades in the range of excellence (27-30) will be awarded to students who have shown brilliance in all three aspects and, above all, also denote promptness in identifying approaches to problems that are only similar to those already dealt with. On the other hand, students who are less effective in points b) and c) will be classified in an intermediate band (24-26). Marks between 18 and 23 will be finally assigned to students who have shown clear gaps, even in just one of the verifications of points b) and c).
- Technical documentation of instruments; - Technical documentation of the designed system components - Duplicated lecture notes provided by lecturers.
Sergio Bova
TOPICS
Illustration of the type and size of a turbine to be tested and designed for.
MATERIALS
Notes and tables available on icampus.dimeg.it
LESSONS
1
EXERCISES
0
LABORATORY
0
STUDY
3
EXAM
0
TOPICS
Recall of the characteristic curves of rotating machines: Pumps, turbines
MATERIALS
Notes available on icampus.dimeg.it;
LESSONS
2
EXERCISES
0
LABORATORY
0
STUDY
6
EXAM
0
TOPICS
Brakes for test benches: methods of managing the tests
MATERIALS
Notes and tables available on icampus.dimeg.it; technical documentation of brake manufacturers
LESSONS
3
EXERCISES
0
LABORATORY
4
STUDY
5
EXAM
TOPICS
References of the characteristics of the flow meters, pressure, torque, angular speed, temperature
MATERIALS
Notes and tables available on icampus.dimeg.it; technical documentation of the instruments
LESSONS
4
EXERCISES
2
LABORATORY
2
STUDY
12
EXAM
0
TOPICS
Definition of the basic scheme of a test bench for driving machines
MATERIALS
Notes and tables available on icampus.dimeg.it;
LESSONS
2
EXERCISES
0
LABORATORY
0
STUDY
5
EXAM
0
TOPICS
Sizing of test bench components and auxiliaries
MATERIALS
Notes and tables available on icampus.dimeg.it; technical documentation of the manufacturers of the various components
LESSONS
4
EXERCISES
0
LABORATORY
0
STUDY
12
EXAM
0
TOPICS
design of the driving machine test bench
MATERIALS
Notes and tables available on icampus.dimeg.it;
LESSONS
0
EXERCISES
3
LABORATORY
3
STUDY
0
EXAM
0
TOPICS
presentation of the turbine characteristics measured on the bench
MATERIALS
LESSONS
0
EXERCISES
3
LABORATORY
0
STUDY
8
EXAM
1
TOPICS
Presentation of a simple volumetric machine ("turbodrop") to be modeled
MATERIALS
Notes and tables available on icampus.dimeg.it; technical documentation of brake manufacturers
LESSONS
EXERCISES
LABORATORY
STUDY
EXAM
TOPICS
Use of Simulink for modeling dynamic systems.
MATERIALS
Software manuals
LESSONS
1
EXERCISES
2
LABORATORY
STUDY
4
EXAM
TOPICS
Data acquisition in LabView environment, of almost stationary quantities and quantities rapidly variable over time.
MATERIALS
software manuals; technical sheet of AD sheet
LESSONS
1
EXERCISES
2
LABORATORY
4
STUDY
2
EXAM
0
TOPICS
Writing a system of equations suitable for the description of the law of motion of the "turbodrop" device
MATERIALS
Notes available on icampus.dimeg.it;
LESSONS
2
EXERCISES
3
LABORATORY
0
STUDY
8
EXAM
0
TOPICS
Communication of the results of the activities
MATERIALS
LESSONS
1
EXERCISES
0
LABORATORY
0
STUDY
5
EXAM
1
TOPICS
Instrument calibration curves
MATERIALS
Notes and tables available on icampus.dimeg.it; technical documentation of the instrument manufacturers
LESSONS
3
EXERCISES
2
LABORATORY
3
STUDY
6
EXAM
0
TOPICS
Theoretical characteristics of the "turbodrop" device
MATERIALS
LESSONS
3
EXERCISES
0
LABORATORY
0
STUDY
3
EXAM
0
TOPICS
comparison with the characteristics of the "turbodrop" measured on the bench
MATERIALS
LESSONS
0
EXERCISES
3
LABORATORY
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STUDY
0
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0
none