Sezione F Ingegneria meccanica - manualihoepli.it · Sezione F Ingegneria meccanica 1 MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE 1.1 Meccanismi (E. Massa) 1.1.1 Sistemi rigidi rotanti (rotori).

Sezione FIngegneria meccanica

1 MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE1.1 Meccanismi

(

E. Massa

)

1.1.1

Sistemi rigidi rotanti (rotori). Forze d’inerzia e loro reazioni ............................................ 1

1.1.2

Manovellismo ordinario centrato ....................................................................................... 1

1.1.3

Azioni fra superfici a contatto ............................................................................................ 2

1.1.4

Componenti elementari delle macchine ............................................................................. 3

1.2 Funzionamento delle macchine

(

E. Massa

)

1.2.1

Generalità ........................................................................................................................... 7

1.2.2

Vibrazioni meccaniche ....................................................................................................... 8

1.2.3

Velocità critiche.................................................................................................................. 14

1.3 Solidi a contatto

(

G. Belloni, G. Bernasconi

)

1.3.1

Generalità ........................................................................................................................... 14

1.3.2

Sfera premuta contro un’altra sfera .................................................................................... 15

1.3.3

Cilindro premuto contro un altro cilindro .......................................................................... 16

1.3.4

Caso generale di due corpi a contatto................................................................................. 17

1.4 Solidi a grande curvatura

(


)

1.4.1

Generalità ........................................................................................................................... 19

1.4.2

Sforzi nei solidi a grande curvatura.................................................................................... 20

2 ORGANI DELLE MACCHINE2.1 Organi di collegamento

(

E. Massa

)

2.1.1

Saldature ............................................................................................................................. 27

2.1.2

Incollature........................................................................................................................... 34

2.1.3

Viti ...................................................................................................................................... 35

2.1.4

Collegamenti degli organi di trasmissione agli alberi ........................................................ 39

2.2 Organi di trasmissione

(

E. Massa

)

2.2.1

Elementi di collegamento fra gli alberi di trasmissione ..................................................... 44

2.2.2

Innesti ................................................................................................................................. 47

2.2.3

Freni.................................................................................................................................... 48

2.2.4

Perni e cuscinetti a strisciamento ....................................................................................... 49

2.2.5

Cuscinetti a rotolamento..................................................................................................... 54

2.2.6

Alberi ed assi ...................................................................................................................... 54

2.2.7

Trasmissioni mediante cinghie e pulegge........................................................................... 56

2.2.8

Trasmissioni a catena ......................................................................................................... 64

2.2.9

Arpionismi.......................................................................................................................... 68

2.2.10

Ruote di frizione ................................................................................................................. 69

2.2.11

Trasmissioni mediante ruote dentate .................................................................................. 70

2.2.12

Ingranaggi cilindrici a denti diritti...................................................................................... 70

2.2.13

Ingranaggi cilindrici a denti elicoidali................................................................................ 77

2.2.14

Ingranaggi conici a denti diritti .......................................................................................... 78

2.2.15

Costruzione delle ruote dentate .......................................................................................... 79

2.2.16

Coppia vite perpetua-ruota elicoidale................................................................................. 80

2.2.17

Manovelle ed alberi a gomito ............................................................................................. 81

2.2.18

Asta o stelo dello stantuffo ................................................................................................. 83

2.2.19

Corsoio o testa a croce........................................................................................................ 84

2.2.20

Biella................................................................................................................................... 84

2.2.21

Manovelle ad eccentrico...................................................................................................... 85

2.3 Organi di trazione

(

E. Massa

)

2.3.1

Fili metallici ........................................................................................................................ 86

2.3.2

Corde vegetali ..................................................................................................................... 86

2.3.3

Catene.................................................................................................................................. 87

2.3.4

Funi metalliche.................................................................................................................... 88

2.4 Tubi e organi di tenuta

(

E. Massa

)

2.4.1

Spessore dei tubi.................................................................................................................. 97

2.4.2

Giunti per tubi ..................................................................................................................... 99

2.5 Organi di intercettazione e di regolazione

(

E. Massa

)

2.5.1

Valvole e rubinetti ............................................................................................................... 115

2.5.2

Tenute.................................................................................................................................. 120

2.5.3

Cilindri e stantuffi ............................................................................................................... 120

2.6 Tolleranze ed accoppiamenti

(

E. Massa

)

2.6.1

Tolleranze............................................................................................................................ 122

2.6.2

Accoppiamenti raccomandati .............................................................................................. 125

2.7 Trasmissioni idrauliche e pneumatiche

(

E. Massa, G.C. Rigamonti

)

2.7.1

Generalità ............................................................................................................................ 127

2.7.2

Componenti e circuiti delle trasmissioni idrauliche............................................................ 133

2.7.3

Tipi di pompe e motori........................................................................................................ 134

2.7.4

Componenti di regolazione ................................................................................................. 136

2.7.5

Altri componenti ................................................................................................................. 138

2.7.6

Fluidi ................................................................................................................................... 140

2.7.7

Simbologia .......................................................................................................................... 140

2.7.8

Circuiti tipici oleodinamici.................................................................................................. 142

2.7.9

Comandi oleodinamici tipici ............................................................................................... 144

2.7.10

Servosistemi idraulici .......................................................................................................... 145

2.7.11

Componenti delle trasmissioni pneumatiche....................................................................... 145

2.7.12

I dispositivi fluidici ............................................................................................................. 149

2.8 Elementi di macchina rotanti

(


)

2.8.1

Generalità ............................................................................................................................ 149

2.8.2

Anello circolare di spessore assiale unitario ....................................................................... 149

2.8.3

Asta rotante ......................................................................................................................... 150

2.8.4

Disco rotante ....................................................................................................................... 151

2.8.5

Cilindro rotante ................................................................................................................... 153

2.8.6

Puleggia con razze............................................................................................................... 156

2.9 Molle

(


)

2.9.1

Generalità ............................................................................................................................ 157

2.9.2

Molle metalliche di torsione................................................................................................ 157

2.9.3

Molle metalliche di flessione .............................................................................................. 162

2.9.4

Molle di gomma .................................................................................................................. 166

2.10 Recipienti in pressione

(

G. Belloni, G. Bernasconi, C. Gorla

)

2.10.1

Generalità ............................................................................................................................ 170

2.10.2

Recipienti cilindrici e tubi ................................................................................................... 170

2.10.3

Recipienti cilindrici e tubi a grosso spessore ...................................................................... 170

2.10.4

Recipienti cilindrici e tubi a piccolo spessore..................................................................... 172

2.10.5

Recipienti sferici ................................................................................................................. 175

2.10.6

Recipienti sferici a grosso spessore..................................................................................... 175

2.10.7

Recipienti sferici a piccolo spessore ................................................................................... 178

2.10.8

Recipienti di forma particolare............................................................................................ 181

2.10.9

Tubo curvo .......................................................................................................................... 187

2.10.10

Forme composte .................................................................................................................. 190

2.10.11

Lastre cilindriche................................................................................................................. 190

000-000 INDICE GENERALE Page 2 Friday, March 2, 2012 9:01 AM

2.10.12

Lastre sferiche .................................................................................................................... 192

2.10.13

Recipiente cilindrico con fondi emisferici ......................................................................... 194

2.10.14

Recipiente cilindrico con fondi qualsivoglia ...................................................................... 198

2.10.15

Flange ................................................................................................................................. 200

2.10.16

Problemi di instabilità......................................................................................................... 210

2.10.17

Modelli FEM ...................................................................................................................... 215

2.10.18

Le normative sui recipienti in pressione............................................................................. 219

3 GENERATORI DI VAPORE

(

D. Annaratone

)

3.1 Grandezze caratteristiche e simboli3.1.1

Definizioni .......................................................................................................................... 224

3.2 Classificazione dei generatori di vapore3.2.1

Classificazione in base al combustibile impiegato............................................................. 224

3.2.2

Classificazione in base alla circolazione ............................................................................ 225

3.2.3

Classificazione in base al contenuto d’acqua ..................................................................... 225

3.2.4

Classificazione in base alla pressione in camera ................................................................ 225

3.2.5

Classificazione in base alla trasmissione del calore ........................................................... 227

3.2.6

Classificazione in base ai tipi costruttivi ............................................................................ 227

3.3 Ricuperatori di calore3.3.1

Economizzatore .................................................................................................................. 231

3.3.2

Preriscaldatore d’aria.......................................................................................................... 232

3.4 Combustione3.4.1

Aria teorica e reale.............................................................................................................. 234

3.4.2

Gas di combustione ............................................................................................................ 235

3.4.3

Determinazione dell’indice d’aria in esercizio................................................................... 235

3.5 Trasmissione del calore3.5.1

Trasmissione del calore in camera di combustione............................................................ 236

3.5.2

Coefficiente di adduzione relativo all’acqua...................................................................... 236

3.5.3

Coefficiente di adduzione relativo al vapore surriscaldato ................................................ 237

3.5.4

Coefficiente di adduzione relativo ai gas di combustione e all’aria................................... 237

3.5.5

Irraggiamento da gas .......................................................................................................... 237

3.5.6

Coefficiente di trasmissione ............................................................................................... 238

3.5.7

Calore trasmesso nei fasci tubieri....................................................................................... 238

3.6 Rendimento termico3.6.1 Definizione ......................................................................................................................... 2393.6.2 Perdita di calore per incombusti solidi ............................................................................... 2393.6.3 Perdita di calore per incombusti gassosi ............................................................................ 2393.6.4 Perdita per calore sensibile ................................................................................................. 2393.6.5 Perdita per irraggiamento esterno (e perdite varie) ............................................................ 2403.7 Pompe, ventilatori, camino3.7.1 Pompe di alimentazione ..................................................................................................... 2403.7.2 Ventilatori........................................................................................................................... 2413.7.3 Camino ............................................................................................................................... 2413.8 Depurazione dell’acqua di alimentazione3.8.1 Depurazione da materiali in sospensione ........................................................................... 2413.8.2 Depurazione da sostanze emulsionate ................................................................................ 2413.8.3 Depurazione dall’O2 e dalla CO2........................................................................................ 2413.8.4 Depurazione dai sali disciolti ............................................................................................. 2413.8.5 Conduttanza........................................................................................................................ 2433.8.6 Indice di acidità pH ............................................................................................................ 2433.9 Calcoli di stabilità dei generatori3.9.1 Materiali ............................................................................................................................. 2433.9.2 Sollecitazione ammissibile ................................................................................................. 2443.9.3 Calcoli di stabilità............................................................................................................... 244


4 MOTORI PRIMI4.1 Motori animali4.1.1 Sforzo e lavoro dell’uomo e degli animali .......................................................................... 2494.2 Turbine idrauliche (G. Giberti)4.2.1 Definizioni........................................................................................................................... 2494.2.2 Numero di giri caratteristici ................................................................................................ 2504.2.3 Turbine ad azione Pelton..................................................................................................... 2504.2.4 Turbine a reazione............................................................................................................... 2534.2.5 Turbine Francis ................................................................................................................... 2534.2.6 Turbine ad elica e Kaplan.................................................................................................... 2564.2.7 Pompe-turbine reversibili .................................................................................................... 2594.2.8 Tubi aspiranti. Diffusori ...................................................................................................... 2614.2.9 Regolazione delle turbine.................................................................................................... 2634.3 Turboespansori (E. Macchi)4.3.1 Classificazione e nomenclatura........................................................................................... 2664.3.2 Principi di funzionamento ................................................................................................... 2664.3.3 Rendimento di uno stadio di turbina ................................................................................... 2684.3.4 Metodi approssimati di previsione di rendimento per stadi di turbina................................ 2694.3.5 Dimensionamento di uno stadio di turbina ......................................................................... 2734.3.6 Turbine a vapore.................................................................................................................. 2764.3.7 Condizioni termodinamiche ................................................................................................ 2784.3.8 Criteri di scelta .................................................................................................................... 2794.3.9 Sollecitazioni nelle palettature di turbina............................................................................ 2834.3.10 Regolazione......................................................................................................................... 2854.4 Motori a combustione interna (C. Doniselli)4.4.1 Grandezze fondamentali e loro definizioni ......................................................................... 2864.4.2 Tipi di motori, dimensionamento di massima..................................................................... 2884.4.3 Cicli di riferimento .............................................................................................................. 2884.4.4 Combustione e camere di combustione............................................................................... 2894.5 Turbine a gas (E. Macchi)4.5.1 Classificazione e nomenclatura........................................................................................... 2924.5.2 Parametri di funzionamento ................................................................................................ 2944.5.3 Prestazioni termodinamiche ................................................................................................ 2944.5.4 Campi di applicazione......................................................................................................... 2954.5.5 Caratteristiche di funzionamento ........................................................................................ 297

5 MACCHINE OPERATRICI (G. Giberti)5.1 Macchine idrauliche5.1.1 Macchine idrofore a braccia e a maneggio.......................................................................... 3035.1.2 Pompe a stantuffo................................................................................................................ 3035.1.3 Pompe centrifughe, semiassiali e assiali ............................................................................. 303

6 VENTILATORI INDUSTRIALI (G. Catone, L. Tarocchi)6.1 Generalità e definizioni6.1.1 Generalità ............................................................................................................................ 3176.1.2 Grandezze, simboli, definizioni e unità di misura............................................................... 3176.1.3 Classificazioni ..................................................................................................................... 3176.1.4 Particolarità costruttive ....................................................................................................... 3176.1.5 Campi di applicazione......................................................................................................... 3226.1.6 Elementi occorrenti per la selezione e per l’ordinazione .................................................... 3236.2 Curve caratteristiche di un ventilatore e suo funzionamento sull’impianto6.2.1 Curve caratteristiche di un ventilatore ................................................................................ 3256.2.2 Funzionamento sull’impianto.............................................................................................. 326


6.3 Regolazione6.3.1 Generalità ........................................................................................................................... 3306.3.2 Regolazione di velocità ...................................................................................................... 3306.3.3 Regolazione con serranda................................................................................................... 3316.3.4 Regolazione con distributore a pale orientabili (dapò)....................................................... 3316.3.5 Regolazione con palettatura della girante a passo variabile in moto

(per ventilatori assiali) ........................................................................................................ 3316.4 Parametri adimensionali e leggi di similitudine e di affinità6.4.1 Parametri adimensionali ..................................................................................................... 3346.4.2 Leggi di similitudine........................................................................................................... 3346.4.3 Leggi di affinità o di Newton per uno stesso ventilatore.................................................... 3356.4.4 Rendimenti ......................................................................................................................... 3356.4.5 Triangoli delle velocità per i ventilatori assiali .................................................................. 3356.5 Rumorosità dei ventilatori6.5.1 Calcolo del livello di potenza acustica ............................................................................... 3386.5.2 Calcolo del livello di pressione acustica. Indice ISO-dBA ................................................. 3396.6 Dimensionamento di ventilatori radiali ad alto rendimento6.6.1 Scelta del tipo e del diametro indicativo ............................................................................ 3426.6.2 Calcolo e progetto della girante.......................................................................................... 3446.6.3 Calcolo e progetto della cassa a spirale (chiocciola).......................................................... 3456.6.4 Osservazioni ....................................................................................................................... 346

7 TURBOCOMPRESSORI (L. Centemeri)7.1 Tipologia e dimensionamento7.1.1 Tipologia............................................................................................................................. 3477.1.2 Concetti generali................................................................................................................. 3497.1.3 Bilancio energetico di uno stadio di compressore .............................................................. 3547.1.4 Similitudine geometrica e fluidodinamica.......................................................................... 3577.1.5 Dimensionamento di massima di giranti centrifughe......................................................... 3597.1.6 Compressore centrifugo – Dettagli di calcolo .................................................................... 3627.1.7 Elementi di calcolo dei compressori assiali........................................................................ 3677.1.8 Stabilità di funzionamento e regolazione ........................................................................... 3737.1.9 Strumentazione di protezione meccanica ........................................................................... 3787.2 Costruzione7.2.1 Costruzione dei turbo compressori ..................................................................................... 3807.2.2 Bibliografia......................................................................................................................... 381

8 MACCHINE UTENSILI8.1 Macchine utensili ad asportazione di truciolo (L. Carminati)8.1.1 Materiali per utensili. Requisiti e classificazioni dei materiali per utensili ....................... 3818.1.2 Acciai legati ed acciai rapidi .............................................................................................. 3818.1.3 Carburi metallici ................................................................................................................. 3818.1.4 Ossidi o materiali ceramici ................................................................................................. 3848.1.5 Diamanti ............................................................................................................................. 3848.1.6 Utensili a punta singola ...................................................................................................... 3848.1.7 Nomenclatura e definizioni della superficie del pezzo in lavorazione

e dei movimenti dell’utensile e del pezzo .......................................................................... 3888.1.8 Truciolo .............................................................................................................................. 3888.1.9 Influenza degli angoli caratteristici dell’utensile ............................................................... 3908.1.10 Forze applicate all’utensile................................................................................................. 3918.1.11 Fresatura; utensili pluritaglienti.......................................................................................... 3938.1.12 Metodi di fresatura ............................................................................................................. 3948.1.13 Angoli caratteristici di una fresa......................................................................................... 394


8.1.14 Produttività .......................................................................................................................... 3968.1.15 Sezione dei truciolo e coppia in foratura............................................................................. 3978.1.16 Rugosità delle superfici ....................................................................................................... 3978.2 Macchine senza asportazione di truciolo (R. Brioschi, C. Caverio)8.2.1 Macchine per la lavorazione plastica a freddo delle lamiere .............................................. 3998.2.2 Principali operazioni eseguibili sulle presse e calcolo della forza richiesta ....................... 3998.2.3 Velocità di stampaggio........................................................................................................ 4048.2.4 Classificazione delle presse................................................................................................. 4048.2.5 Presse meccaniche............................................................................................................... 4048.2.6 Presse idrauliche.................................................................................................................. 4148.2.7 Presse idrauliche speciali .................................................................................................... 4168.2.8 Macchine per forgiatura: magli ........................................................................................... 4188.2.9 Presse per forgiare............................................................................................................... 4238.2.10 Calandre .............................................................................................................................. 4258.2.11 Spianatrici............................................................................................................................ 4258.2.12 Cesoie .................................................................................................................................. 427

9 MACCHINE A CONTROLLO NUMERICO (L. Caligaris, S. Fava, C. Tomasello)9.1 La tecnologia del controllo numerico .............................................................................. 4299.2 Lavorazioni ad alta velocità di taglio9.2.1 Premessa.............................................................................................................................. 4309.2.2 Materiali per utensili utilizzati nell’HSM ........................................................................... 4319.2.3 Strategie di lavorazione....................................................................................................... 4329.2.4 Macchine utensili per l’HSM .............................................................................................. 4349.2.5 Morfologia della macchina utensile .................................................................................... 4359.2.6 Lubrificazione minimale ..................................................................................................... 4369.3 Struttura delle macchine a controllo numerico9.3.1 Unità di governo.................................................................................................................. 4379.3.2 Designazione degli assi ....................................................................................................... 4389.3.3 Guide e viti a ricircolo di sfere............................................................................................ 4399.3.4 Magazzino utensili con cambio automatico ........................................................................ 4399.3.5 Dispositivi automatici di cambio pezzo .............................................................................. 4399.3.6 Tastatori di controllo ........................................................................................................... 4399.3.7 Trasduttori ........................................................................................................................... 4409.4 Matematica del controllo numerico9.4.1 Sistemi di coordinate........................................................................................................... 4449.4.2 Zero macchina e zero pezzo ................................................................................................ 4459.4.3 Definizione dello zero pezzo alla fresatrice ........................................................................ 4459.5 Programmazioni CNC per fresatrici (centri di lavoro)9.5.1 Struttura del programma...................................................................................................... 4469.5.2 Lettere di indirizzo ISO 6983.............................................................................................. 4489.5.3 Funzioni preparatorie .......................................................................................................... 4499.5.4 Funzioni ausiliarie ............................................................................................................... 4499.6 Approfondimento delle istruzioni9.6.1 Movimento rapido – G0 ...................................................................................................... 4499.6.2 Interpolazione lineare – G1 ................................................................................................. 4509.6.3 Programmazione assoluta – G90 e incrementale – G91 ..................................................... 4509.6.4 Selezione del piano di lavoro – G17, G18, G19.................................................................. 4519.6.5 Interpolazione circolare – G2, G3 ....................................................................................... 4519.6.6 Interpolazione elicoidale ..................................................................................................... 4529.6.7 Compensazione raggio utensile – G40, G41, G42 .............................................................. 4539.6.8 Spostamento zero pezzo e sistema di riferimento ............................................................... 4549.6.9 Accelerazione e decelerazione – G8, G9 ............................................................................ 454


9.7 Cicli fissi – G81 ÷ G899.7.1 Ciclo di foratura poco profonda – G81............................................................................... 4569.7.2 Ciclo di lamatura o foratura con tempo di sosta finale – G82............................................ 4569.7.3 Ciclo di foratura profonda con scarico dei trucioli – G83.................................................. 4569.7.4 Ciclo di maschiatura – G84 ................................................................................................ 4579.7.5 Ciclo di alesatura – G85 ..................................................................................................... 4589.7.6 Ciclo di barenatura con fermata mandrino – G86 .............................................................. 4589.7.7 Ciclo per tasche rettangolari – G87 .................................................................................... 4589.7.8 Cicli per asole e per tasche circolari – G88, G89 ............................................................... 4599.8 Programmazione CNC avanzata9.8.1 Sottoprogrammi.................................................................................................................. 4609.8.2 Macroistruzioni................................................................................................................... 4609.8.3 Programmazione parametrica ............................................................................................. 4619.9 Programmazione CNC per torni9.9.1 Interpolazione lineare – G1 ................................................................................................ 4619.9.2 Compensazione raggio utensile .......................................................................................... 4629.9.3 Avanzamento dell’utensile – G94, G95 ............................................................................. 4649.9.4 Velocità del mandrino – G96, G97..................................................................................... 4649.9.5 Interpolazione circolare – G2, G3 ...................................................................................... 4659.9.6 Cicli di filettatura a passo costante – G33, G63, G76 ........................................................ 4669.10 Programmazione automatica CAM9.10.1 Generalità ........................................................................................................................... 4679.10.2 Evoluzione e struttura di un processo CAM....................................................................... 4699.10.3 Integrazione tra sistemi CAD/CAM e con il processo ....................................................... 4709.10.4 Esempi di programmazione automatica con software integrato CAD/CAM..................... 471

10 MACCHINE PER LA LAVORAZIONE DEL LEGNO (A. Rossi)10.1 Generalità10.1.1 Classificazione.................................................................................................................... 47510.2 Macchine con utensile a lama10.2.1 Taglierine............................................................................................................................ 47510.2.2 Tranciatrici ......................................................................................................................... 47510.2.3 Sfogliatrici .......................................................................................................................... 47610.2.4 Segatrici a nastro ................................................................................................................ 47610.2.5 Segatrici circolari e multilame............................................................................................ 47710.2.6 Pialle a filo e a spessore...................................................................................................... 47810.3 Macchine con utensile rotante di truciolatura10.3.1 Macchine a utensile rotante ad azione tangenziale............................................................. 47810.3.2 Macchine a utensile rotante ad azione assiale .................................................................... 47910.4 Macchine a nastro abrasivo10.4.1 Generalità ........................................................................................................................... 47910.4.2 Levigatrici........................................................................................................................... 47910.4.3 Calibratrici abrasive............................................................................................................ 481

11 MACCHINE PER INDUSTRIE CHIMICHE ED ESTRATTIVE (F. Tredici, G. Volpi)11.1 Operazioni prevalentemente meccaniche11.1.1 Macinazione e trasporto dei solidi...................................................................................... 48311.1.2 Mescolatori per solidi ......................................................................................................... 48611.1.3 Mescolatori e dispersori per liquidi .................................................................................... 48811.1.4 Classificazione dei solidi .................................................................................................... 49511.1.5 Separazione di solidi da liquidi, o di liquidi fra loro immiscibili....................................... 49711.1.6 Separazione di solidi dai gas .............................................................................................. 50911.2 Operazioni basate sul trasporto interfase di materia11.2.1 Estrazione con solvente ...................................................................................................... 510


11.2.2 Rettifica ............................................................................................................................... 51511.2.3 Assorbimento di gas in liquido............................................................................................ 51911.2.4 Stripping di gas da liquidi ................................................................................................... 52411.2.5 Cristallizzazione .................................................................................................................. 52411.2.6 Dissoluzione ........................................................................................................................ 52611.2.7 Concentrazione.................................................................................................................... 52711.2.8 Umidificazione .................................................................................................................... 53111.2.9 Essiccazione ........................................................................................................................ 536

12 ROBOTICA (A. Rovetta)12.1 Definizioni della robotica12.1.1 Tipologia dei robot .............................................................................................................. 54212.1.2 Componenti della robotica .................................................................................................. 54212.1.3 L’origine del nome “Robot”................................................................................................ 54212.1.4 La robotica come scienza .................................................................................................... 54312.1.5 Il valore economico dei robot.............................................................................................. 54312.2 Funzionamento dei robot12.2.1 Movimento di un robot........................................................................................................ 54412.2.2 Caratteristiche dei robot industriali ..................................................................................... 54412.3 Applicazione dei robot12.3.1 Caratteristiche dei robot ...................................................................................................... 54612.3.2 Aree di applicazione dei robot industriali ........................................................................... 54612.3.3 Dal robot al sistema robotico .............................................................................................. 54812.3.4 Robot spaziali ...................................................................................................................... 54912.3.5 I robot in medicina e chirurgia ............................................................................................ 54912.3.6 Robot sottomarini................................................................................................................ 54912.3.7 Robot di servizio ................................................................................................................. 55112.3.8 Robot per i disabili .............................................................................................................. 55112.3.9 Robotica domestica ............................................................................................................. 55112.3.10 Robot per l’intrattenimento ................................................................................................. 55112.3.11 Robot umanoidi ................................................................................................................... 55112.4 Sicurezza nella robotica12.4.1 Spazio ristretto, protetto, massimo...................................................................................... 55212.5 Meccanica12.5.1 Struttura............................................................................................................................... 55412.5.2 Il movimento (giunti, aste) .................................................................................................. 55412.5.3 Accoppiamenti del robot ..................................................................................................... 55412.5.4 Strutture di robot ................................................................................................................. 55512.5.5 Trasmissioni ........................................................................................................................ 55912.6 Polsi ed estremità12.6.1 Morfologia di polsi.............................................................................................................. 56112.6.2 Morfologia delle estremità .................................................................................................. 56112.6.3 Funzioni delle estremità ...................................................................................................... 56212.7 Sensori12.7.1 Aspetti generali ................................................................................................................... 56212.7.2 Sensori interni ed esterni al robot........................................................................................ 56312.7.3 Sensori di posizione ............................................................................................................ 56312.7.4 Sensori di prossimità ........................................................................................................... 56312.7.5 Sensori di forza.................................................................................................................... 56412.7.6 Sensori tattili ....................................................................................................................... 56412.7.7 Visione ................................................................................................................................ 56512.7.8 Analisi e suddivisione dell’immagine ................................................................................. 56612.7.9 Riconoscimento complesso ................................................................................................. 568


12.8 Attuatori12.8.1 Generalità......................................................................................................................... 56812.8.2 Attuatori elettrici.............................................................................................................. 57012.8.3 Attuatori idraulici............................................................................................................. 57012.8.4 Attuatori pneumatici ........................................................................................................ 57112.9 Controllo12.9.1 Elementi del controllo...................................................................................................... 57212.9.2 Il controllo di un robot..................................................................................................... 57212.9.3 Anelli (loops) di retroazione (feedback) nel controllo del robot ..................................... 57212.9.4 Il controllo del movimento del robot ............................................................................... 57212.9.5 Classificazione secondo il tipo di controllo..................................................................... 57212.9.6 La programmazione di un controllo ................................................................................ 57212.9.7 La matematica nel controllo dei robot ............................................................................. 57312.9.8 Controllo a loop chiuso.................................................................................................... 57312.9.9 Modello dinamico di robot per il controllo...................................................................... 57312.9.10 Controllo proporzionale, derivativo e integrativo (controllo PID).................................. 57312.9.11 Controllo di supervisione................................................................................................. 57512.9.12 Telerobotica e telemanipolazione .................................................................................... 57512.9.13 Controllo con server locale e server remoto .................................................................... 57512.9.14 Controllo con PLC........................................................................................................... 57612.9.15 Controllo vocale di un robot ............................................................................................ 57612.9.16 Sistemi di sintesi a vocabolario illimitato........................................................................ 57712.9.17 Suono umano ................................................................................................................... 57712.9.18 Coarticolazione ................................................................................................................ 57712.10 Interfaccia: uomo-calcolatore-robot12.10.1 Sistemi di interfaccia ....................................................................................................... 57812.10.2 Architettura hardware di un controllore .......................................................................... 57812.11 Programmazione e software12.11.1 La programmazione di un robot ...................................................................................... 57912.11.2 Programmazione manuale ............................................................................................... 57912.11.3 Programmazione in linea (on line) e programmazione fuori linea (off line)................... 58012.11.4 Linguaggi di programmazione......................................................................................... 58012.11.5 Esempio di software di programmazione ........................................................................ 58112.12 Progettazione12.12.1 Fasi di progettazione del robot ........................................................................................ 58212.13 CAD e design per la robotica12.13.1 Possibilità......................................................................................................................... 58412.13.2 CAD e CAM nell’automazione avanzata e nella robotica............................................... 58412.14 Teoria dei robot12.14.1 Punti, corpi e sistemi di riferimento ................................................................................ 58412.14.2 Rotazioni.......................................................................................................................... 58512.14.3 Gradi di libertà di un robot .............................................................................................. 58612.14.4 Relazione tra numero di gradi di libertà e posizionamento dell’estremità ...................... 58712.14.5 Disposizione delle terne di riferimento............................................................................ 58812.14.6 Definizione di elementi meccanici e di accoppiamenti meccanici del robot................... 58812.14.7 Convenzioni..................................................................................................................... 58912.14.8 Matrice relativa alla terna di riferimento nel trasferimento............................................. 58912.14.9 Sistema di riferimento a 4 parametri ............................................................................... 59012.14.10 Matrice di trasferimento nel caso di definizione a 4 parametri

(Denavit – Hartenberg) .................................................................................................... 59112.14.11 Matrice di trasferimento .................................................................................................. 59112.14.12 Matrice complessiva ........................................................................................................ 59112.14.13 Sistemi ridondanti............................................................................................................ 591


12.14.14 La cinematica diretta ........................................................................................................ 59212.14.15 La cinematica inversa ....................................................................................................... 59212.14.16 Soluzione numerica .......................................................................................................... 59312.14.17 Jacobiano per la cinematica.............................................................................................. 59312.14.18 Cinematica dei robot con matrici di trasferimento ........................................................... 59312.14.19 Dinamica .......................................................................................................................... 59612.14.20 Sistemi multibody............................................................................................................. 59612.14.21 Dinamica dei robot in base alle equazioni di Lagrange ................................................... 59712.14.22 Dinamica dei robot con il metodo di Newton-Eulero ...................................................... 59912.14.23 Esempio di cinematica di un robot ................................................................................... 60312.14.24 Progettazione matematica di un robot .............................................................................. 60412.14.25 Esempio numerico di analisi dinamica............................................................................. 606


Sezione GIngegneria dei trasporti

1 APPARECCHI DI SOLLEVAMENTO E TRASPORTO1.1 Generalità

(

S. Maia

)

1.1.1

Definizioni .......................................................................................................................... 1

1.2 Apparecchi a movimento continuo

(

S. Maia

)

1.2.1

Criteri di impiego ............................................................................................................... 1

1.2.2

Trasportatori a nastro.......................................................................................................... 1

1.2.3

Trasportatori a catena ......................................................................................................... 2

1.2.4

Elevatori a tazze ................................................................................................................. 2

1.2.5

Coclee a vite ....................................................................................................................... 2

1.2.6

Trasportatori a barrette ....................................................................................................... 2

1.2.7

Trasportatori pneumatici .................................................................................................... 2

1.2.8

Apparecchi composti .......................................................................................................... 4

1.3 Apparecchi a movimento discontinuo

(

S. Maia

)

1.3.1


1.3.2

Elementi costitutivi comuni ai vari apparecchi .................................................................. 4

1.4 Apparecchi su rotaia

(

S. Maia

)

1.4.1


1.5 Apparecchi semoventi

(

S. Maia

)

1.5.1


1.5.2

Apparecchi per movimentazione materiali in colli ............................................................ 9

1.5.3

Apparecchi per movimentazione materiali sciolti .............................................................. 9

1.5.4

Gru girevoli da montaggio.................................................................................................. 10

1.5.5

Gru su natanti ..................................................................................................................... 10

1.6 Elevatori

(

G. Spazzali

)

1.6.1

Ascensori e montacarichi ................................................................................................... 10

1.6.2

Categorie degli ascensori e montacarichi in servizio privato ............................................. 10

1.6.3

Portata e capienza della cabina........................................................................................... 10

1.6.4

Velocità della cabina .......................................................................................................... 11

1.6.5

Accelerazione ..................................................................................................................... 11

1.6.6

Sospensione della cabina.................................................................................................... 11

1.6.7

Strutture portanti................................................................................................................. 11

1.6.8

Locale del macchinario e delle pulegge ............................................................................. 11

1.6.9

Correzione dei dislivelli ..................................................................................................... 12

1.6.10

Funi di sospensione ............................................................................................................ 12

1.6.11

Apparecchiatura elettrica.................................................................................................... 12

1.6.12

Manovre.............................................................................................................................. 13

1.6.13

Tensione di alimentazione.................................................................................................. 13

1.6.14

Vano di corsa della cabina e del contrappeso..................................................................... 13

1.6.15

Cabina................................................................................................................................. 13

1.6.16

Protezioni antincendio ........................................................................................................ 14

1.6.17

Segnali ................................................................................................................................ 14

1.6.18

Ascensori idraulici.............................................................................................................. 14

000-000 INDICE GENERALE Page 1 Tuesday, March 6, 2012 9:00 AM

1.6.19

Rendimento dell’impianto................................................................................................... 14

1.6.20

Ascensori a cabine multiple a moto continuo ..................................................................... 14

1.6.21

Scale mobili......................................................................................................................... 15

2 TELEFERICHE E FUNIVIE

(

I. Bertolini, A. Recupito

)

2.1 Generalità2.1.1

Cenni di impiego ................................................................................................................. 16

2.2 Sistemi diversi2.2.1

Definizioni........................................................................................................................... 16

2.3 Bifune a movimento continuo2.3.1

Generalità ............................................................................................................................ 16

2.3.2

Linea.................................................................................................................................... 16

2.3.3

Fune portante....................................................................................................................... 17

2.3.4

Fune traente ......................................................................................................................... 17

2.3.5

Vagoncini ............................................................................................................................ 18

2.3.6

Stazioni................................................................................................................................ 19

2.3.7

Comando della linea............................................................................................................ 19

2.3.8

Legislazione ........................................................................................................................ 20

2.4 Monofune a movimento continuo2.4.1

Generalità ............................................................................................................................ 20

2.4.2

Vagoncini ............................................................................................................................ 21

2.5 Blondins (gru teleferiche)2.5.1

Criteri costruttivi ................................................................................................................. 21

2.5.2

Legislazione ........................................................................................................................ 22

2.6 Funivie per trasporto di persone2.6.1

Funivie bifuni a va e vieni................................................................................................... 22

2.6.2

Funivie a movimento continuo con veicoli a collegamento temporaneo............................ 24

2.6.3

Funivie monofuni a movimento continuo con veicoli a collegamento permanente(seggiovie)........................................................................................................................... 25

2.6.4

Sciovie................................................................................................................................. 25

2.7 Funicolari2.7.1

Classificazione .................................................................................................................... 25

2.7.2

Criteri costruttivi ................................................................................................................. 26

2.7.3

Legislazione ........................................................................................................................ 26

3 TRASPORTI SU ROTAIA3.1 Generalità

(

M. Maternini

)

3.1.1

Classificazione .................................................................................................................... 27

3.1.2

Le velocità massime di esercizio......................................................................................... 27

3.1.3

Aderenza.............................................................................................................................. 28

3.1.4

Sforzo di trazione ................................................................................................................ 28

3.1.5

Resistenze al moto............................................................................................................... 28

3.1.6

Prestazioni ........................................................................................................................... 30

3.1.7

Freni .................................................................................................................................... 30

3.1.8

Lunghezza virtuale di una linea ferroviaria......................................................................... 32

3.1.9

Unità di misura .................................................................................................................... 32

3.2 La sede ferroviaria

(

M. Maternini

)

3.2.1

Generalità sulla sovrastruttura............................................................................................. 32

3.2.2

Raggi minimi per ferrovie ................................................................................................... 33

3.2.3

Pendenze massime per ferrovie........................................................................................... 33

3.2.4

Corpo stradale ..................................................................................................................... 34

3.2.5

Gallerie ferroviarie .............................................................................................................. 34

3.2.6

Profilo minimo della via per gli ostacoli ............................................................................. 35


3.2.7

Intervia................................................................................................................................ 37

3.3 Armamento

(

M. Maternini

)

3.3.1

Elementi costitutivi dell’armamento .................................................................................. 37

3.3.2

Posizione dei binario e larghezza della piattaforma ........................................................... 37

3.3.3

Massicciata ......................................................................................................................... 38

3.3.4

Rotaie.................................................................................................................................. 39

3.3.5

Posa delle rotaie.................................................................................................................. 39

3.3.6

Traverse .............................................................................................................................. 39

3.3.7

Materiale minuto d’armamento .......................................................................................... 40

3.3.8

Distanziamento delle traverse e sfalsamento delle giunzioni............................................. 41

3.3.9

Disposizione delle rotaie in curva ...................................................................................... 41

3.3.10

Giunzione delle rotaie......................................................................................................... 42

3.3.11

Deviatoi .............................................................................................................................. 46

3.4 Linee di contatto per trazione elettrica

(

M. Maternini

)

3.4.1

Linee aeree.......................................................................................................................... 46

3.4.2

Fili di contatto, funi portante e di guardia, pendini, morsetti ............................................. 48

3.4.3

Altezza dei filo di contatto ................................................................................................. 48

3.4.4

Pali ...................................................................................................................................... 48

3.4.5

Calcolo della palificazione per sospensione longitudinale................................................. 49

3.4.6

Linea di contatto a terza rotaia ........................................................................................... 49

3.5 Materiale rotabile

(

M. Maternini

)

3.5.1

Caratteristiche generali dei rotabili ferroviari e tranviari ................................................... 50

3.5.2

Sagoma limite per rotabili .................................................................................................. 53

3.5.3

Carrozze viaggiatori ........................................................................................................... 58

3.5.4

Bagagliai e carrozze postali................................................................................................ 59

3.5.5

Carri merci.......................................................................................................................... 59

3.5.6

Automotrici, elettromotrici, treni a composizione bloccata e treni articolati..................... 60

3.5.7

Vetture per tranvie e per metropolitane.............................................................................. 61

3.6 Trazione a vapore

(

M. Maternini

)

3.6.1

Caratteristiche generali ....................................................................................................... 62

3.6.2

Locomotive......................................................................................................................... 62

3.6.3

Sforzo di trazione ............................................................................................................... 62

3.7 Trazione elettrica3.7.1

Sistemi di trazione

(

G. Martarelli

) .................................................................................. 63

3.7.2

Sistemi a corrente continua

(

G. Martarelli

) .................................................................... 63

3.7.3

Sistemi a corrente monofase 50/3 Hz

(

G. Martarelli

)..................................................... 65

3.7.4

Sistema monocontinuo

(G. Martarelli) ........................................................................... 653.7.5 Mezzi di trazione policorrente (G. Martarelli)................................................................ 663.7.6 Locomotive elettriche (G. Martarelli)............................................................................. 663.7.7 Automotrici elettriche (G. Martarelli) ............................................................................ 703.7.8 Trazione ad accumulatori (M. Maternini) ....................................................................... 713.7.9 Filovie (M. Maternini)..................................................................................................... 713.7.10 Elettronica di potenza nella trazione elettrica (G. Martarelli) ........................................ 723.8 Trazione con motori a combustione interna (G. Martarelli)3.8.1 Caratteristiche..................................................................................................................... 743.8.2 Motori ................................................................................................................................. 753.8.3 Trasmissioni ....................................................................................................................... 753.9 Esercizio ferroviario (M. Maternini)3.9.1 Composizione e circolazione dei treni ............................................................................... 763.9.2 Orari e turni di servizio del materiale rotabile.................................................................... 773.9.3 Dispositivi di sicurezza....................................................................................................... 783.9.4 Regime di circolazione dei treni......................................................................................... 803.9.5 Passaggi a livello ................................................................................................................ 80


3.9.6 Protezione e segnalazione dei PL........................................................................................ 803.9.7 Scelta del sistema di protezione dei PL............................................................................... 813.10 Stazioni – rimesse – depositi – impianti di riparazione rotabili (M. Maternini)3.10.1 Stazioni – Classificazione ed elementi costitutivi............................................................... 813.10.2 Fasci di binari ...................................................................................................................... 823.10.3 Stazioni viaggiatori ............................................................................................................. 833.10.4 Scali merci........................................................................................................................... 843.10.5 Stazioni di smistamento ...................................................................................................... 843.10.6 Rimesse e depositi ............................................................................................................... 853.10.7 Impianti per la riparazione dei rotabili ................................................................................ 853.10.8 Stazioni per tranvie e ferrovie suburbane e metropolitane.................................................. 853.11 Economia del trasporto su rotaia (M. Maternini)3.11.1 Spese di impianto ................................................................................................................ 863.11.2 Spese per il materiale rotabile ............................................................................................. 873.11.3 Esercizio .............................................................................................................................. 873.11.4 Tariffe.................................................................................................................................. 883.11.5 Costi unitari e limiti di convenienza per ferrovie e servizi urbani ...................................... 893.11.6 Operazioni accessorie del trasporto..................................................................................... 893.11.7 Raccordi ferroviari .............................................................................................................. 90

4 AUTOVEICOLI (C. Doniselli)4.1 Generalità4.1.1 Resistenza al movimento..................................................................................................... 914.2 Motori per autotrazione.................................................................................................... 934.3 Sottosistemi e componenti degli autoveicoli4.3.1 Trasmissione........................................................................................................................ 934.3.2 Sospensioni.......................................................................................................................... 954.3.3 Pneumatici ........................................................................................................................... 964.3.4 Guida ................................................................................................................................... 1024.3.5 Frenatura.............................................................................................................................. 102

5 ARCHITETTURA NAVALE (C. Podenzana Bonvino)5.1 Generalità5.1.1 Simbologia .......................................................................................................................... 1055.1.2 Unità di misura .................................................................................................................... 1055.1.3 Abbreviazioni ...................................................................................................................... 1055.1.4 Grandezze fisiche di impiego frequente.............................................................................. 1065.1.5 Sistema di riferimento ......................................................................................................... 1065.2 Statica delle navi5.2.1 Caratteristiche geometriche delle navi ................................................................................ 1075.2.2 Diagrammi delle carene diritte ............................................................................................ 1075.2.3 Determinazione approssimata di alcune grandezze geometriche........................................ 1085.2.4 Diagrammi di Bonjean e delle aree ..................................................................................... 1105.2.5 Piano di capacità.................................................................................................................. 1105.2.6 Equilibrio e stabilità delle navi............................................................................................ 1115.2.7 Caratteristiche meccaniche della nave ................................................................................ 1165.3 Dinamica delle navi5.3.1 Generalità ............................................................................................................................ 1175.3.2 Resistenza al moto............................................................................................................... 1175.3.3 Resistenza di attrito ............................................................................................................. 1185.3.4 Fattori che influenzano la resistenza di attrito .................................................................... 1195.3.5 Resistenza residua ............................................................................................................... 1195.3.6 Fattori che influenzano la resistenza residua....................................................................... 120


5.3.7 Resistenze addizionali ........................................................................................................ 1215.3.8 Navi piccole e veloci .......................................................................................................... 1235.3.9 Moto in acque ristrette........................................................................................................ 1245.3.10 Coefficienti propulsivi........................................................................................................ 1255.3.11 Frazione di scia................................................................................................................... 1255.3.12 Deduzione di spinta ............................................................................................................ 1265.3.13 Efficienza rotativa relativa ................................................................................................. 1265.3.14 Rendimento della linea d’assi............................................................................................. 1275.3.15 Efficienza propulsiva totale ................................................................................................ 1275.3.16 Definizioni di potenza ........................................................................................................ 1275.3.17 Propulsore ad elica ............................................................................................................. 1275.3.18 Elica isolata ........................................................................................................................ 1275.3.19 Cavitazione ......................................................................................................................... 1335.3.20 Sistemazione dell’elica rispetto alla carena........................................................................ 1345.3.21 Elementi geometrici dell’elica............................................................................................ 1345.3.22 Robustezza dell’elica.......................................................................................................... 1355.3.23 Eliche non convenzionali ................................................................................................... 1365.3.24 Propulsori di tipo diverso ................................................................................................... 1375.4 Manovrabilità5.4.1 Generalità ........................................................................................................................... 1395.4.2 Moto di evoluzione linearizzato ......................................................................................... 1395.4.3 Progetto delle apparecchiature di governo ......................................................................... 1405.5 Onde marine5.5.1 Onde regolari ...................................................................................................................... 1415.5.2 Onde irregolari.................................................................................................................... 142

6 COSTRUZIONI NAVALI MERCANTILI (S. Marsich, F.S. Spinelli)6.1 Scafi metallici di navi a propulsione meccanica destinate a navigazione marittima6.1.1 Simbologia ed abbreviazioni .............................................................................................. 1446.1.2 Definizioni ed elementi fondamentali ................................................................................ 1446.1.3 Evoluzione della costruzione navale .................................................................................. 1466.1.4 Istituti di Classificazione .................................................................................................... 1476.1.5 Tipi di navi ......................................................................................................................... 1476.2 Materiali impiegati nella costruzione degli scafi metallici e loro collegamenti6.2.1 Materiali ............................................................................................................................. 1506.2.2 Collegamenti saldati ........................................................................................................... 1566.3 Robustezza dello scafo: calcoli relativi alla robustezza longitudinale, trasversale,

torsionale e locale – vibrazioni6.3.1 Generalità ........................................................................................................................... 1596.3.2 Robustezza longitudinale delle navi ................................................................................... 1596.3.3 Robustezza trasversale........................................................................................................ 1726.3.4 Robustezza torsionale ......................................................................................................... 1746.3.5 Robustezza locale ............................................................................................................... 1756.3.6 Vibrazioni generali dello scafo........................................................................................... 1766.4 Bordo libero6.4.1 Generalità ........................................................................................................................... 1786.4.2 Regole del B.L. secondo la Convenzione 1966.................................................................. 1786.5 Sicurezza della nave e della vita umana in mare6.5.1 Generalità ........................................................................................................................... 1846.5.2 Compartimentazione delle navi .......................................................................................... 1846.5.3 Stabilità delle navi allo stato integro .................................................................................. 1876.5.4 Stabilità delle navi in caso di avaria ................................................................................... 1886.5.5 Installazioni elettriche e macchinario ................................................................................. 189


6.5.6 Protezione contro l’incendio ............................................................................................... 1906.5.7 Mezzi di salvataggio............................................................................................................ 1946.5.8 Trasporto granaglie ............................................................................................................. 1956.5.9 Trasporto merci pericolose.................................................................................................. 1956.5.10 Navi nucleari ....................................................................................................................... 1956.6 Prevenzione dell’inquinamento dei mari6.6.1 Generalità ............................................................................................................................ 1966.6.2 Inquinamento da petrolio da parte di navi........................................................................... 1966.6.3 Prescrizioni per ridurre al minimo l’inquinamento da petrolio in caso

di incidenti alla nave ........................................................................................................... 1966.6.4 Compartimentazione e stabilità per petroliere di nuova costruzione .................................. 1976.6.5 Prevenzione dell’inquinamento dei mari da parte di sostanze nocive ................................ 1976.6.6 Prevenzione dell’inquinamento dovuto a scoli o scarico rifiuti da navi ............................. 1986.7 Allestimento navi6.7.1 Armamento marinaresco ..................................................................................................... 1986.7.2 Mezzi di governo................................................................................................................. 2006.7.3 Manipolazione del carico .................................................................................................... 2016.7.4 Aperture nei ponti e sulle murate dell’opera morta al di sotto dei ponti di B.L.

e di compartimentazione ..................................................................................................... 2036.7.5 Protezione dello scafo ......................................................................................................... 2036.7.6 Impianto elettrico di bordo.................................................................................................. 2046.7.7 Protezione anticendio e mezzi di salvataggio ..................................................................... 2056.8 Stazza6.8.1 Definizione .......................................................................................................................... 2066.8.2 Definizioni........................................................................................................................... 2066.8.3 Stazza lorda ......................................................................................................................... 2066.8.4 Stazza netta.......................................................................................................................... 2066.9 Caratteristiche di vari tipi di navi6.9.1 Dati numerici....................................................................................................................... 208

7 IMPIANTI DI PROPULSIONE NAVALE (G. Valdenazzi)7.1 Generalità – dati statistici7.1.1 Tipi di apparati motore........................................................................................................ 2097.1.2 Navi mercantili .................................................................................................................... 2097.1.3 Analisi della tendenza ......................................................................................................... 2107.1.4 Navi militari ........................................................................................................................ 2117.2 Apparati motore a vapore7.2.1 Cicli ..................................................................................................................................... 2117.2.2 Caldaie................................................................................................................................. 2137.2.3 Turbine ................................................................................................................................ 2207.2.4 Riduttori ad ingranaggi........................................................................................................ 2257.2.5 Condensatori........................................................................................................................ 2297.2.6 Circuiti di alimento.............................................................................................................. 2337.2.7 Motrici alternative ............................................................................................................... 2347.3 Apparati motore a combustione interna7.3.1 Motori Diesel lenti .............................................................................................................. 2357.3.2 Motori Diesel medi.............................................................................................................. 2417.3.3 Motori Diesel veloci............................................................................................................ 2437.4 Apparati motore con turbine a gas7.4.1 Tipi – Campo di applicazione ............................................................................................. 2447.4.2 Turbine a gas di derivazione aeronautica............................................................................ 2447.4.3 Turbine a gas di derivazione industriale ............................................................................. 2457.5 Propulsione elettrica7.5.1 Generalità – Campo di applicazione ................................................................................... 246


7.5.2 Sistemi di propulsione ........................................................................................................ 2477.5.3 Pesi ..................................................................................................................................... 2487.6 Apparati motore ad economia elevata7.6.1 Generalità ........................................................................................................................... 2487.6.2 Esercizio dell’apparato motore ad andatura ridotta............................................................ 2497.6.3 Uso di nafte scadenti .......................................................................................................... 2497.6.4 Uso di carbone e di combustibili derivati dal carbone ....................................................... 2497.6.5 Uso dell’apparato motore di propulsione per la generazione di energia elettrica .............. 2507.6.6 Ricuperi energetici.............................................................................................................. 250

8 MECCANICA DEL VOLO (G. Rotondi)8.1 Generalità – propulsori8.1.1 Classificazione degli aeromobili ........................................................................................ 2518.1.2 Forza trattiva specifica e..................................................................................................... 2528.1.3 Rotori di sostentazione e propulsione................................................................................. 2528.1.4 Rotori di elicottero.............................................................................................................. 2548.1.5 Eliche.................................................................................................................................. 2558.1.6 Caratteristiche del motore alternativo ................................................................................ 2578.1.7 Caratteristiche del motore a reazione ................................................................................. 2588.1.8 Caratteristiche del motore a turboelica............................................................................... 2648.2 Aeromobili8.2.1 Prestazioni .......................................................................................................................... 2648.2.2 Suddivisione del peso dei velivoli in gruppi ...................................................................... 2748.2.3 Previsioni delle masse parziali di un velivolo .................................................................... 275

9 SISTEMA DI ASSISTENZA AL VOLO9.1 Spazio aereo (G. Cioffi, F. Valdoni)9.1.1 Generalità ........................................................................................................................... 2789.1.2 Suddivisioni dello spazio aereo nazionale.......................................................................... 2789.1.3 Spazio aeroportuale ............................................................................................................ 2789.1.4 Regole e operazioni di volo................................................................................................ 2799.2 Servizi e infrastrutture di assistenza al volo (G. Cioffi, F. Valdoni)9.2.1 Generalità ........................................................................................................................... 2799.2.2 Servizio di controllo del traffico aereo............................................................................... 2799.2.3 Servizi di informazione volo e di allarme .......................................................................... 2809.2.4 Servizio meteorologico aeroportuale.................................................................................. 2809.2.5 Servizio di informazioni aeronautiche................................................................................ 2809.2.6 Infrastrutture di telecomunicazioni..................................................................................... 2809.2.7 Infrastrutture di radionavigazione ...................................................................................... 2819.2.8 Infrastrutture di sorveglianza.............................................................................................. 2819.2.9 Infrastrutture di elaborazione dati ...................................................................................... 2829.3 Apparati radioelettrici per l’assistenza al volo (M. Carnevale, U. Merlo)9.3.1 Generalità ........................................................................................................................... 2839.3.2 ILS (Instrument Landing System) ...................................................................................... 2839.3.3 MLS (Microwave Landing System)................................................................................... 2849.3.4 Marker VHF in rotta ........................................................................................................... 2859.3.5 NDB (Non Directional Beacon) ......................................................................................... 2859.3.6 VOR (Very high frequency Omnidirectional Radio range) ............................................... 2859.3.7 DME (Distance Measuring Equipment) ............................................................................. 2859.3.8 VOR-DME ......................................................................................................................... 2869.3.9 Decca .................................................................................................................................. 2869.3.10 LORAN C (LOng RAnge Navigation)............................................................................... 2869.3.11 OMEGA ............................................................................................................................. 287


9.3.12 Radar primario..................................................................................................................... 2879.3.13 Radar PAR (Precision Approach Radar)............................................................................. 2899.3.14 Radar meteorologici ............................................................................................................ 2899.3.15 Radar secondario SSR (Secondary Surveillance Radar)..................................................... 2899.3.16 Trasmissione VHF in fonia ................................................................................................. 2909.3.17 Trasmissione HF in fonia .................................................................................................... 2919.3.18 ACARS (ARINC Communications Addressing and Reporting System) ........................... 291


Sezione HIdraulica e costruzioni idrauliche

1 IDRAULICA

(

D. Citrini, G. De Marchi, U. Majone

)

1.1 Proprietà fisiche dei liquidi1.1.1

Unità di misura ................................................................................................................... 1

1.1.2

Proprietà fisiche dei liquidi ................................................................................................ 1

1.2 Equilibrio dei liquidi (idrostatica)1.2.1

Pressione idrostatica ........................................................................................................... 1

1.2.2

Manometro a mercurio ....................................................................................................... 1

1.2.3

Spinta idrostatica S sopra una superficie piana .................................................................. 1

1.2.4

Spinta idrostatica sopra una superficie cilindrica

AA

′

, con generatrici orizzontali ............ 21.2.5 Spinta idrostatica sopra un corpo di volume V totalmente immerso in un liquido

di peso specifico

γ

............................................................................................................... 2

1.2.6

Spinta esercitata da un liquido in quiete sopra la parete interna di un gomito a 90°.......... 3

1.2.7

Galleggianti ........................................................................................................................ 3

1.3 Movimento dei liquidi1.3.1

Principi generali.................................................................................................................. 3

1.3.2

Elementi caratteristici delle correnti................................................................................... 3

1.3.3

Movimento permanente delle correnti liquide ................................................................... 4

1.3.4

Perdite di carico. Pendenza piezometrica ........................................................................... 5

1.3.5

Importanti derivazioni dal teorema di Bernoulli ................................................................ 5

1.3.6

Teorema delle quantità di moto.......................................................................................... 6

1.3.7

Modelli idraulici ................................................................................................................. 9

1.4 Efflusso dei liquidi – portata delle bocche1.4.1

Bocche, o luci, a battente.................................................................................................... 10

1.4.2

Bocche a battente in parete sottile e a contrazione completa ............................................. 11

1.4.3

Bocche a battente con contrazione parziale........................................................................ 11

1.4.4

Bocche a battente a contrazione incompleta ...................................................................... 12

1.4.5

Bocche a battente rigurgitate .............................................................................................. 12

1.4.6

Bocche in parete grossa o con tubi addizionali .................................................................. 13

1.4.7

Bocche con paratoie ........................................................................................................... 14

1.4.8

Getti d’acqua ...................................................................................................................... 15

1.4.9

Stramazzo ........................................................................................................................... 15

1.4.10

Stramazzo Bazin................................................................................................................. 16

1.4.11

Stramazzi liberi in parete sottile e verticale, e contrazione completa ................................ 17

1.4.12

Stramazzi obliqui alla corrente o in fregio alle pareti (sfioratori laterali) .......................... 19

1.4.13

Stramazzi rigurgitati ........................................................................................................... 19

1.4.14

Stramazzi in parete grossa .................................................................................................. 19

1.4.15

Traverse a soglia arrotondata. Dighe tracimanti................................................................. 20

1.4.16

Efflusso a livello variabile.................................................................................................. 21

1.4.17

Correnti uniformi, leggi di resistenza. Simboli .................................................................. 21

1.4.18

Correnti regolari ................................................................................................................. 22

1.4.19

Correnti turbolente.............................................................................................................. 22

1.4.20

Criteri generali di scelta e applicazione delle formule dei tubi e canali............................. 24

1.4.21

Formule proposte per i canali ............................................................................................. 25

1.4.22

Uso delle formule ............................................................................................................... 29

1.4.23

Applicazione delle formule precedenti per il calcolo dei tubi............................................ 29

000-000 INDICE GENERALE Page 1 Thursday, March 22, 2012 8:14 AM

1.4.24

Formule particolari per i tubi circolari ................................................................................ 30

1.4.25

Distribuzione della velocità nell’interno dei canali e dei tubi............................................. 33

1.5 Correnti in pressione (moto permanente e vario)1.5.1

Perdite localizzate o accidentali .......................................................................................... 34

1.5.2

Portata di un condotto con perdite localizzate lungo il percorso ........................................ 35

1.5.3

Lunghe condotte.................................................................................................................. 36

1.5.4

Colpo d’ariete (moto perturbato, o vario, dipendente dalle caratteristiche elastichedel liquido e del materiale costituente le pareti del condotto)............................................. 36

1.5.5

Oscillazioni di massa nelle condotte forzate ....................................................................... 40

1.5.6

Vasche a sezioni multiple.................................................................................................... 41

1.6 Correnti a pelo libero (canali e corsi d’acqua)1.6.1

Correnti uniformi. Calcolo dei canali.................................................................................. 41

1.6.2

Elementi caratteristici.......................................................................................................... 42

1.6.3

Velocità e pendenze ammissibili. Franco............................................................................ 42

1.6.4

Moto permanente. Correnti lente e veloci ........................................................................... 48

1.6.5

Correnti permanenti............................................................................................................. 50

1.6.6

Rigurgito dei ponti .............................................................................................................. 52

1.6.7

Casi di moto vario. Perturbazioni conseguenti a brusca variazione della portataimmessa in un canale o erogata da esso .............................................................................. 52

1.6.8

Onde di piena ...................................................................................................................... 53

1.7 Idrometria1.7.1

Apparecchi per la misura della velocità di un liquido......................................................... 54

1.7.2

Misura della portata dei canali aperti e dei corsi d’acqua ................................................... 54

1.7.3

Misura della portata delle correnti in pressione .................................................................. 55

1.8 Software utili per i calcoli idraulici

................................................................................. 56

2 IDROLOGIA E METEOROLOGIA2.1 Idrologia

(

U. Majone

)

2.1.1

Bacino idrografico: definizioni ........................................................................................... 58

2.1.2

Bilancio idrologico di un bacino ......................................................................................... 59

2.2 Precipitazioni meteoriche

(

U. Majone

)

2.2.1

Generalità ............................................................................................................................ 60

2.2.2

Calcolo dell’afflusso meteorico .......................................................................................... 61

2.2.3

Piogge di breve durata e forte intensità ............................................................................... 64

2.2.4

Variazione delle piogge nello spazio .................................................................................. 65

2.3 Portate dei corsi d’acqua

(

U. Majone

)

2.3.1

Generalità ............................................................................................................................ 66

2.3.2

Diagramma cronologico delle portate ................................................................................. 66

2.3.3

Curva della durata delle portate .......................................................................................... 68

2.3.4

Curva dei deflussi................................................................................................................ 68

2.3.5

Portate di piena.................................................................................................................... 68

2.3.6

Trasporto di materiali solidi da parte dei corsi d’acqua ...................................................... 70

2.4 Evaporazione da specchi liquidi

(

U. Majone

)

2.4.1

Formule e dati numerici ...................................................................................................... 71

2.5 Le misure idrologiche

(

U. Majone

)

2.5.1

Premessa.............................................................................................................................. 71

2.5.2

Misure pluviometriche ........................................................................................................ 72

2.5.3

Misure idrometriche ............................................................................................................ 72

2.6 Meteorologia

(

N. Giacobello, S. Palmieri

)

2.6.1

Umidità nell’atmosfera, acqua precipitabile ....................................................................... 73

2.6.2

Modello idrologico di perturbazione................................................................................... 73

2.6.3

Stima della massima precipitazione probabile (PMP) ........................................................ 75

2.6.4

Evapotraspirazione .............................................................................................................. 75


2.6.5

Equazione della diffusione di un gas o aerosol nell’atmosfera .......................................... 80

2.6.6

La stabilità dell’aria: classificazione di Pasquill ................................................................ 80

2.6.7

Stima della diffusione in funzione delle grandezze meteorologiche.................................. 80

2.6.8

Condizioni meteorologiche che determinano massime concentrazioni al suolo................ 81

2.6.9

Clima e architettura. Introduzione...................................................................................... 83

2.6.10

Aspetti termo-igrometrici ................................................................................................... 83

2.6.11

Ventilazione........................................................................................................................ 84

2.6.12

Illuminazione...................................................................................................................... 85

2.6.13

Clima e mare. Introduzione ................................................................................................ 85

2.6.14

Analisi degli elementi meteorologici sul mare................................................................... 87

2.6.15

Calcolo dell’altezza d’onda causata dal vento.................................................................... 89

3 COSTRUZIONI IDRAULICHE3.1 Acque sotterranee

(

S. Franzetti

)

3.1.1

Legge di Darcy ................................................................................................................... 90

3.1.2

Pozzi ................................................................................................................................... 90

3.1.3

Filtro piano – Trincea drenante – Galleria filtrante – Drenaggi orizzontali....................... 95

3.1.4

Determinazione del coefficiente di permeabilità................................................................ 97

3.1.5

Rete idrodinamica............................................................................................................... 98

3.1.6

Sifonamento........................................................................................................................ 98

3.1.7

Ravvenamento delle acque sotterranee .............................................................................. 100

3.1.8

Superficie libera nelle dighe in terra .................................................................................. 100

3.1.9

Tipologia dei pozzi ............................................................................................................. 100

3.1.10

Sistemi di perforazione dei pozzi ....................................................................................... 102

3.1.11

Pompe ................................................................................................................................. 104

3.2 Acquedotti

(

A. Paoletti

)

3.2.1

Legislazione........................................................................................................................ 104

3.2.2

Fabbisogni civili ................................................................................................................. 105

3.2.3

Fabbisogni industriali ......................................................................................................... 107

3.2.4

Opere di presa..................................................................................................................... 107

3.2.5

Opere di adduzione a gravità .............................................................................................. 110

3.2.6

Impianti di sollevamento .................................................................................................... 120

3.2.7

Serbatoi............................................................................................................................... 122

3.2.8

Reti distributrici.................................................................................................................. 124

3.2.9

Opere d’arte particolari....................................................................................................... 130

3.3 Irrigazione

(S. Baratti, G. Massara)

3.3.1

Scopi e tipi di irrigazione ................................................................................................... 131

3.3.2

Qualità delle acque impiegate per l’irrigazione.................................................................. 132

3.3.3

Il terreno ............................................................................................................................. 132

3.3.4

L’acqua nel terreno............................................................................................................. 140

3.3.5

I consumi idrici delle colture .............................................................................................. 142

3.3.6

I parametri dell’irrigazione................................................................................................. 144

3.3.7

Metodi di irrigazione .......................................................................................................... 147

3.3.8 Consegna e tariffazione dell’acqua irrigua......................................................................... 1503.3.9 Cenni sulle opere irrigue di adduzione............................................................................... 1523.4 Fognatura urbana (M. Di Fidio, S. Fedeli)3.4.1 La fognatura come sistema................................................................................................. 1523.4.2 Portata acque di tempo asciutto .......................................................................................... 1533.4.3 Portata acque di pioggia ..................................................................................................... 1543.4.4 Calcolo idraulico della sezione........................................................................................... 1633.4.5 Regolazione delle portate di pioggia .................................................................................. 1643.4.6 Scaricatori semplici ............................................................................................................ 1683.4.7 Vasche di pioggia ............................................................................................................... 170


3.4.8 Impianti di sollevamento..................................................................................................... 1733.4.9 Manufatti ordinari ............................................................................................................... 1763.4.10 Materiali .............................................................................................................................. 1803.4.11 Nuovi sistemi di drenaggio urbano ..................................................................................... 1843.5 Drenaggio del terreno e bonifica idraulica (S. Baratti)3.5.1 Drenaggio artificiale. Definizione e scopi........................................................................... 1913.5.2 Studi e rilievi preliminari alla progettazione di un impianto di drenaggio ......................... 1913.5.3 Determinazione della portata specifica da drenare ............................................................. 1913.5.4 Distanza tra i dreni .............................................................................................................. 1923.5.5 Profondità dei dreni............................................................................................................. 1943.5.6 Caratteristiche dei dreni ...................................................................................................... 1953.5.7 Materiali .............................................................................................................................. 1953.5.8 Posa in opera ....................................................................................................................... 1963.5.9 Manutenzione e durata ........................................................................................................ 1973.5.10 Metodi di sistemazione superficiale dei terreno.................................................................. 1973.5.11 Bonifica idraulica. Definizione e scopi ............................................................................... 1973.5.12 Comprensorio di bonifica.................................................................................................... 1973.5.13 Bonifiche per colmata, bonifiche per prosciugamento........................................................ 1983.5.14 Abbassamento dei terreni di bonifica.................................................................................. 1993.5.15 Franco di coltivazione, franco di bonifica, franco di piena, zero di bonifica, zero di valle ... 1993.5.16 Ricerche di carattere idrologico-pluviometrico; portate di massima piena......................... 2003.5.17 Il coefficiente udometrico ................................................................................................... 2003.5.18 Rete dei canali di bonifica................................................................................................... 2023.5.19 Impianti idrovori ................................................................................................................. 2033.5.20 Opere d’arte nei canali di bonifica ...................................................................................... 2043.5.21 Metodi fisico-chimici per il miglioramento della struttura e della qualità dei terreno ....... 2043.5.22 Manutenzione meccanizzata dei canali di bonifica e di irrigazione.................................... 2053.5.23 Spurgo dei canali ................................................................................................................. 2063.5.24 Diserbo dei canali................................................................................................................ 2063.5.25 Diserbo chimico .................................................................................................................. 2073.6 Trasporto solido negli alvei in materiale incoerente (E. Larcan, A. Paoletti)3.6.1 Modalità dei trasporto solido............................................................................................... 2083.6.2 Caratteristiche dei sedimenti non coesivi............................................................................ 2083.6.3 Inizio dei movimento .......................................................................................................... 2083.6.4 Forme di fondo .................................................................................................................... 2113.6.5 Scabrezza degli alvei in terra .............................................................................................. 2133.6.6 Misura dei trasporto solido.................................................................................................. 2133.6.7 Trasporto solido di fondo .................................................................................................... 2153.6.8 Trasporto in sospensione..................................................................................................... 2153.6.9 Progetto di alvei stabili........................................................................................................ 2163.7 Sistemazione dei bacini montani (G. Benini, V. D’Agostino)3.7.1 Generalità ............................................................................................................................ 2183.7.2 Sistemazione dei versanti .................................................................................................... 2193.7.3 Correzione dei torrenti ........................................................................................................ 2223.7.4 Briglie.................................................................................................................................. 2253.8 Sistemazioni fluviali (A. Brath, U. Majone)3.8.1 Arginature fluviali ............................................................................................................... 2303.8.2 Protezione delle sponde e delle scarpate arginali................................................................ 2363.8.3 Opere di stabilizzazione dei fondo alveo ............................................................................ 2533.9 Traverse e scarichi di superficie (A. Marcello)3.9.1 Opere di scarico – Organi di controllo ................................................................................ 2553.9.2 Traverse............................................................................................................................... 2643.9.3 Opere di presa...................................................................................................................... 267


3.10 Dighe (A. Marcello)3.10.1 Premessa ............................................................................................................................. 2703.10.2 Pianificazione ..................................................................................................................... 2703.10.3 Tipologia delle dighe – storia ed evoluzione...................................................................... 2713.10.4 Progettazione ...................................................................................................................... 2773.10.5 Condizioni di carico ........................................................................................................... 2793.10.6 Il calcolo strutturale ............................................................................................................ 2813.10.7 Il monitoraggio ................................................................................................................... 2823.11 Impianti idroelettrici (A. Bianchi)3.11.1 Salto.................................................................................................................................... 2853.11.2 Portate e deflussi caratteristici............................................................................................ 2853.11.3 Potenza ed energia .............................................................................................................. 2853.11.4 Piani di utilizzazione e determinazione degli elementi caratteristici degli impianti

convenzionali...................................................................................................................... 2863.11.5 Caratteristiche della richiesta ............................................................................................. 2863.11.6 Ripartizione dei salti disponibili in un dato bacino ............................................................ 2873.11.7 Indagini idrologiche e rappresentazioni grafiche ausiliarie................................................ 2873.11.8 Serbatoi stagionali: regolazione delle portate e delle potenze disponibili ......................... 2883.11.9 Assegnazione della portata massima derivabile ................................................................. 2903.11.10 Collocazione degli impianti in un sistema elettrico ........................................................... 2903.11.11 Numero e potenza delle unità da installare in centrale....................................................... 2913.11.12 Schemi tipici e parti degli impianti idroelettrici................................................................. 2923.11.13 Opere di presa..................................................................................................................... 2923.11.14 Canali e gallerie di derivazione .......................................................................................... 2953.11.15 Vasca di carico ................................................................................................................... 2963.11.16 Vasca di oscillazione o pozzo piezometrico....................................................................... 2973.11.17 Condotte forzate ................................................................................................................. 2983.11.18 Organi di chiusura e di regolazione.................................................................................... 2983.11.19 Centrale............................................................................................................................... 3003.12 Impianti di accumulazione mediante pompaggio (A. Bianchi)3.12.1 Criteri generali di dimensionamento .................................................................................. 3013.12.2 Problemi di installazione dei macchinario ......................................................................... 3023.12.3 Convenienza economica..................................................................................................... 3023.13 Impianti mareomotori (A. Bianchi)3.13.1 L’energia delle maree ......................................................................................................... 3033.13.2 Energia delle onde .............................................................................................................. 3073.13.3 Energia dal gradiente termico dei corpi d’acqua................................................................ 312

4 COSTRUZIONI MARITTIME (L. Franco)4.1 Idraulica marittima4.1.1 Caratteristiche fisiche principali dell’ambiente marino ..................................................... 3154.1.2 Correnti............................................................................................................................... 3154.1.3 Livello del mare. Oscillazioni di lungo periodo................................................................. 3154.1.4 Moto ondoso....................................................................................................................... 3174.1.5 Misura ed analisi del moto ondoso reale ............................................................................ 3194.1.6 Regime dei venti e dei mari di un paraggio........................................................................ 3234.1.7 Previsione del moto ondoso................................................................................................ 3244.1.8 Statistica delle onde estreme. Onda di progetto ................................................................. 3284.1.9 Propagazione del moto ondoso sui bassi fondali................................................................ 3314.1.10 Diffrazione del moto ondoso e penetrazione nei porti ....................................................... 3354.1.11 Azioni esercitate dalle onde sulle strutture......................................................................... 3364.2 Regime e protezione dei litorali4.2.1 Morfologia e sedimentologia.............................................................................................. 346


4.2.2 Dinamica delle spiagge ....................................................................................................... 3474.2.3 Interventi per la difesa dei litorali ....................................................................................... 3504.3 Porti e opere marittime4.3.1 Classificazione dei porti. Urbanistica portuale ................................................................... 3544.3.2 Disposizione delle opere esterne dei porti........................................................................... 3554.3.3 Tipologie strutturali e modalità costruttive delle opere esterne dei porti. Dighe a gettata..... 3604.3.4 Opere a parete verticale....................................................................................................... 3624.3.5 Verifiche di stabilità delle dighe a cassoni.......................................................................... 3664.3.6 Opere di difesa di tipo speciale ........................................................................................... 3674.3.7 Disposizione delle opere interne dei porti........................................................................... 3684.3.8 Tipologie strutturali delle opere di accosto ......................................................................... 3694.3.9 Verifiche di stabilità dei muri di sponda ............................................................................. 3784.3.10 Destinazione ed arredamento dei terrapieni ........................................................................ 3804.3.11 Conche e canali marittimi, bacini di carenaggio ................................................................. 3854.3.12 Scali d’alaggio e di costruzione .......................................................................................... 3884.3.13 Dragaggi .............................................................................................................................. 3884.3.14 Opere offshore..................................................................................................................... 3894.3.15 Barriere mobili per la difesa dalle inondazioni marine ....................................................... 3914.4 Legislazione sulle opere marittime4.4.1 Classificazione dei porti e opere portuali ............................................................................ 3924.4.2 Opere di difesa costiera ....................................................................................................... 393


Sezione IIngegneria chimica

1 OPERAZIONI E PROCESSI

(M. Morbidelli, S. Carrà)

1.1 Principi generali1.1.1

Introduzione........................................................................................................................ 1

1.1.2

Comportamento di stato dei fluidi ...................................................................................... 1

1.1.3

Equazioni di conservazione................................................................................................ 6

1.2 Operazioni di separazione1.2.1

Definizioni .......................................................................................................................... 14

1.2.2

Equilibri fisici in sistemi multifase..................................................................................... 16

1.2.3

Processo continuo di separazione ad uno stadio................................................................. 38

1.3 Operazioni di trasformazione chimica1.3.1

Equilibri chimici in sistemi reagenti................................................................................... 44

1.3.2

Cinetica delle reazioni chimiche ........................................................................................ 49

1.3.3

Reattori chimici omogenei ................................................................................................. 60

1.3.4

Sistemi multifase con reazione chimica ............................................................................. 61

1.4 Dimensionamento di apparecchiature di separazione1.4.1

Unità di separazione continue ............................................................................................ 73

1.4.2

Unità di separazione a stadi ................................................................................................ 75

2 ELETTROCHIMICA E TECNOLOGIE ELETTROCHIMICHE

(B. Mazza, P. Pedeferri)

2.1 Conduttori elettrolitici2.1.1

Generalità ........................................................................................................................... 87

2.2 Sistemi elettrochimici2.2.1

Definizioni .......................................................................................................................... 91

2.2.2

Aspetti stechiometrici dei processi elettrochimici.............................................................. 91

2.2.3

Effetti termodinamici dei processi elettrochimici .............................................................. 96

2.2.4

Cinetica dei fenomeni elettrochimici.................................................................................. 100

2.2.5

Sovratensioni elettrodiche .................................................................................................. 101

2.2.6

Sovratensioni di concentrazione......................................................................................... 104

2.2.7

Fenomeni di passivazione e condizioni di passività........................................................... 105

2.3 Industrie elettrochimiche ed elettrometallurgiche2.3.1

Principali applicazioni elettrochimiche .............................................................................. 105

2.3.2

Celle elettrolitiche industriali ............................................................................................. 106

2.3.3

Principali dati interessanti l’estrazione e la raffinazione elettrolitica di alcuni metalli...... 107

2.3.4

Principali dati interessanti la produzione elettrochimica di cloro e soda ........................... 108

3 CORROSIONE E PROTEZIONE DEI MATERIALI METALLICI

(B. Mazza, P. Pedeferri)


Definizioni .......................................................................................................................... 110

3.1.2

Aspetti stechiometrici ......................................................................................................... 110

3.1.3

Aspetti termodinamici ........................................................................................................ 110

3.1.4

Aspetti cinetici.................................................................................................................... 111

3.2 Metodi di prevenzione e protezione3.2.1

Generalità ........................................................................................................................... 114

3.2.2

Rivestimenti........................................................................................................................ 114

3.2.3

Inibitori ............................................................................................................................... 117

000-000_INDICE GENERALE Page 1 Friday, March 2, 2012 9:47 AM

3.2.4

Protezione elettrica.............................................................................................................. 119

3.3 Forme di corrosione3.3.1

Definizioni........................................................................................................................... 122

3.3.2

Corrosione uniforme ........................................................................................................... 123

3.3.3

Vaiolatura («pitting»).......................................................................................................... 124

3.3.4

Corrosione in fessura........................................................................................................... 125

3.3.5

Corrosione per contatto galvanico....................................................................................... 125

3.3.6

Corrosione sotto sforzo (tensocorrosione) .......................................................................... 126

3.3.7

Corrosione-fatica................................................................................................................. 127

3.3.8

Corrosione-erosione ............................................................................................................ 127

3.3.9

Attacco selettivo.................................................................................................................. 127

3.3.10

Corrosione per correnti disperse ......................................................................................... 128

3.3.11

Prevenzione in sede di progetto, costruzione e conduzione degli impianti ........................ 128

4 GALVANOSTEGIA

(B. Mazza, G. Salvago)


Definizioni........................................................................................................................... 135

4.2 Pretrattamenti4.2.1

Generalità ............................................................................................................................ 136

4.2.2

Sgrassaggio.......................................................................................................................... 136

4.2.3

Rimozione degli ossidi ........................................................................................................ 136

4.2.4

Attivazione .......................................................................................................................... 138

4.3 Elettrodeposizione di metalli4.3.1

Generalità ............................................................................................................................ 138

4.3.2

Compatibilità....................................................................................................................... 141

4.3.3

Elettrodeposizione con corrente modulata .......................................................................... 142

4.3.4

Elettrodeposizione con inerti............................................................................................... 142

4.3.5

Elettrodeposizione da sali fusi o da solventi non acquosi ................................................... 142

4.3.6

Elettrodeposizione di leghe ................................................................................................. 143

4.3.7

Alligazione per elettrodeposizione...................................................................................... 144

4.3.8

Postrattamenti...................................................................................................................... 144

5 INQUINAMENTO E CHEMODINAMICA

(S. Carrà)

5.1 Moti ambientali di specie chimiche5.1.1

Generalità ............................................................................................................................ 145

5.2 Analisi dell’influenza di moti ambientali sui processi di inquinamento5.2.1

Dispersioni intrafasiche di inquinanti ................................................................................. 147

5.2.2

Riaereazione di correnti naturali ......................................................................................... 149

6 INDUSTRIA CHIMICA DI BASE

(A. Giarrusso, L. Porri)

6.1 Principali processi produttivi6.1.1

Acetaldeide.......................................................................................................................... 152

6.1.2

Acetato di cellulosa ............................................................................................................. 152

6.1.3

Acetato di etile .................................................................................................................... 153

6.1.4

Acetato di vinile .................................................................................................................. 153

6.1.5

Acetilene.............................................................................................................................. 155

6.1.6

Acetoncianidrina ................................................................................................................. 156

6.1.7

Acetone................................................................................................................................ 156

6.1.8

Acido acetico....................................................................................................................... 156

6.1.9

Acido adipico ...................................................................................................................... 157

6.1.10

Acido cianidrico .................................................................................................................. 157

6.1.11

Acido cloridrico................................................................................................................... 157

6.1.12

Acido fosforico.................................................................................................................... 158

6.1.13

Acido nitrico........................................................................................................................ 158


6.1.14

Acido solforico ................................................................................................................... 159

6.1.15

Acqua ossigenata ................................................................................................................ 161

6.1.16

Acrilato di metile ................................................................................................................ 162

6.1.17

Acrilonitrile ........................................................................................................................ 163

6.1.18

Acroleina ............................................................................................................................ 163

6.1.19

Adipato di esametilendiammina ......................................................................................... 163

6.1.20

Alcoli .................................................................................................................................. 163

6.1.21

Alcool etilico ...................................................................................................................... 164

6.1.22

Aldeidi ................................................................................................................................ 165

6.1.23

Allumina ............................................................................................................................. 165

6.1.24

Alluminio............................................................................................................................ 166

6.1.25

Ammoniaca......................................................................................................................... 167

6.1.26

Anidride acetica.................................................................................................................. 169

6.1.27

Anidride ftalica................................................................................................................... 170

6.1.28

Anidride maleica ................................................................................................................ 171

6.1.29

Anilina ................................................................................................................................ 171

6.1.30

Benzene .............................................................................................................................. 171

6.1.31

Betanaftolo ......................................................................................................................... 172

6.1.32

Butadiene............................................................................................................................ 173

6.1.33

Butanolo normale ............................................................................................................... 173

6.1.34

Butanolo secondario ........................................................................................................... 174

6.1.35

Caprolattame....................................................................................................................... 175

6.1.36

Cicloesano .......................................................................................................................... 175

6.1.37

Cloro ................................................................................................................................... 176

6.1.38

Clorobenzene...................................................................................................................... 177

6.1.39

Cloroformio ........................................................................................................................ 177

6.1.40

Clorometani ........................................................................................................................ 177

6.1.41

Cloroprene .......................................................................................................................... 178

6.1.42

Cloruro di alluminio ........................................................................................................... 178

6.1.43

Cloruro di etile.................................................................................................................... 179

6.1.44

Cloruro di metile................................................................................................................. 179

6.1.45

Cloruro di metilene............................................................................................................. 180

6.1.46

Cloruro di vinile ................................................................................................................. 180

6.1.47

Criolite ................................................................................................................................ 181

6.1.48

Dibromoetano ..................................................................................................................... 181

6.1.49

Dicloroetano ....................................................................................................................... 181

6.1.50

Dimetiltereftalato................................................................................................................ 182

6.1.51

Esametilendiammina .......................................................................................................... 183

6.1.52

Etanolammine..................................................................................................................... 183

6.1.53

Etilene................................................................................................................................. 183

6.1.54

Fenolo ................................................................................................................................. 184

6.1.55

Fertilizzanti......................................................................................................................... 186

6.1.56

Fertilizzanti complessi........................................................................................................ 187

6.1.57

Fertilizzanti potassici.......................................................................................................... 188

6.1.58

Formaldeide........................................................................................................................ 189

6.1.59

Fosgene............................................................................................................................... 190

6.1.60

Glicerina ............................................................................................................................. 190

6.1.61

Glicole etilenico.................................................................................................................. 191

6.1.62

Isoprene .............................................................................................................................. 191

6.1.63

Isopropanolo ....................................................................................................................... 192

6.1.64

Melamina............................................................................................................................ 193

6.1.65

Metacrilato di metile........................................................................................................... 193

6.1.66

Metanolo............................................................................................................................. 194


6.1.67

Metiletilchetone................................................................................................................... 194

6.1.68

Naftalina .............................................................................................................................. 195

6.1.69

Nitrato ammonico................................................................................................................ 195

6.1.70

Nitrobenzene ....................................................................................................................... 196

6.1.71

Ossido di etilene .................................................................................................................. 197

6.1.72

Ossido di propilene.............................................................................................................. 198

6.1.73

Ossido di titanio .................................................................................................................. 1986.1.74 Pentaeritrite ......................................................................................................................... 2006.1.75 Perborato di sodio................................................................................................................ 2006.1.76 Piombotetraetile .................................................................................................................. 2016.1.77 Resorcina............................................................................................................................. 2026.1.78 Silicati di sodio.................................................................................................................... 2026.1.79 Soda caustica ....................................................................................................................... 2036.1.80 Soda Solvay......................................................................................................................... 2046.1.81 Solfato ammonico ............................................................................................................... 2056.1.82 Solfuro di carbonio.............................................................................................................. 2056.1.83 Stirene.................................................................................................................................. 2066.1.84 Superfosfati ......................................................................................................................... 2066.1.85 Tetracloroetilene.................................................................................................................. 2076.1.86 Tetracloruro di carbonio...................................................................................................... 2086.1.87 Tricloroetilene ..................................................................................................................... 2086.1.88 Tripolifosfato sodico ........................................................................................................... 2096.1.89 Urea ..................................................................................................................................... 209


Sezione LIngegneria industriale

1 INGEGNERIA MINERARIA

(R. Mancini)

1.1 Ricerche minerarie1.1.1

Obiettivi .............................................................................................................................. 1

1.1.2

Terminologia corrente ........................................................................................................ 1

1.1.3

Supporto cartografico ......................................................................................................... 1

1.1.4

Riserve e risorse ................................................................................................................. 1

1.1.5

Operazioni e metodi ........................................................................................................... 2

1.1.6

Entità dei campioni............................................................................................................. 5

1.1.7

Riduzione dei campioni ...................................................................................................... 5

1.1.8

Densità degli accertamenti necessari.................................................................................. 8

1.1.9

Ricerca degli idrocarburi .................................................................................................... 8

1.1.10

Normativa riguardante la ricerca mineraria........................................................................ 10

1.2 Abbattimento delle rocce1.2.1


1.2.2

Abbattibilità delle rocce ..................................................................................................... 11

1.2.3

Metodi di abbattimento....................................................................................................... 12

1.2.4

Scavo di gallerie, pozzi e fornelli con esplosivo, organizzazione del lavoroe tempi di esecuzione.......................................................................................................... 27

1.2.5

Taglio al monte di marmi, graniti e rocce ornamentali ...................................................... 29

1.2.6

Abbattimento meccanico a giorno di rocce dure ................................................................ 31

1.2.7

Abbattimento idraulico....................................................................................................... 31

1.2.8

Escavazione di rocce e minerali teneri e sciolti (categoria VI, VII e materiali incoerenti)... 31

1.2.9

Dragaggio di giacimenti alluvionali ................................................................................... 34

1.2.10

Abbattimento meccanico in sotterraneo ............................................................................. 38

1.3 Stabilità degli scavi1.3.1

Generalità e terminologia corrente ..................................................................................... 45

1.3.2

Opere di sostegno per gallerie e pozzi................................................................................ 45

1.3.3

Opere di sostegno di coltivazione....................................................................................... 49

1.3.4

Fenomeni di subsidenza ..................................................................................................... 49

1.3.5

Stabilità delle fronti di scavo a giorno................................................................................ 50

1.4 Metodi di coltivazione1.4.1


1.4.2

Coltivazione a giorno ......................................................................................................... 50

1.4.3

Coltivazioni sotterranee...................................................................................................... 51

1.5 Servizi della miniera1.5.1

Distribuzione dell’energia .................................................................................................. 53

1.5.2

Trasporto del minerale e dei materiali................................................................................ 54

1.5.3

Acque sotterranee e loro controllo ..................................................................................... 57

1.5.4

Ventilazione........................................................................................................................ 57

1.5.5

Illuminazione...................................................................................................................... 60

1.5.6

Circolazione del personale ................................................................................................. 60

1.5.7

Normativa ........................................................................................................................... 60

1.5.8

Ambiente di lavoro ............................................................................................................. 60

1.5.9

Atmosfere esplosive ........................................................................................................... 61

1.5.10

Irruzioni d’acqua ................................................................................................................ 61

1.5.11

Squadre di salvataggio........................................................................................................ 61


1.6 Coltivazione di giacimenti d’idrocarburi1.6.1

Terminologia corrente ......................................................................................................... 61

1.6.2

Perforazione petrolifera....................................................................................................... 61

1.6.3

Completamento dei pozzi.................................................................................................... 64

1.6.4

Produzione e trasporto......................................................................................................... 64

1.6.5

Recupero secondario e stimolazione ................................................................................... 64

1.7 Preparazione dei minerali1.7.1

Terminologia corrente ......................................................................................................... 65

1.7.2

Liberazione-comminuzione................................................................................................. 65

1.7.3

Classificazione per dimensioni............................................................................................ 67

1.7.4

Separazione ......................................................................................................................... 69

1.7.5

Schemi di trattamento per diversi tipi di grezzo ................................................................. 71

1.7.6

Impianti di trattamento ........................................................................................................ 74

1.7.7

Specifiche di concentrati mercantili .................................................................................... 74

1.7.8

Smaltimento degli sterili ..................................................................................................... 74

2 SIDERURGIA

(M. Signora)


Definizioni........................................................................................................................... 75

2.2 Minerali per il processo siderurgico2.2.1

Minerali e loro preparazione ............................................................................................... 76

2.2.2

Preparazione dei minerali.................................................................................................... 77

2.3 Riduzione indiretta fabbricazione della ghisa2.3.1

Generalità ............................................................................................................................ 78

2.3.2

Produzione di ghisa. Alto forno soffiato ............................................................................. 78

2.3.3

Principio del processo ......................................................................................................... 78

2.3.4

Struttura dell’impianto ........................................................................................................ 80

2.3.5

Esercizio del forno .............................................................................................................. 80

2.3.6

Spillatura ............................................................................................................................. 82

2.3.7

Soffianti ............................................................................................................................... 83

2.3.8

Colata .................................................................................................................................. 83

2.3.9

Forno elettrico a ghisa ......................................................................................................... 83

2.3.10

Forno ................................................................................................................................... 84

2.4 Riduzione diretta2.4.1

Generalità ............................................................................................................................ 85

2.4.2

Processi con riducenti solidi................................................................................................ 86

2.4.3

Processi con riducenti gassosi ............................................................................................. 86

2.4.4

Altri tipi di processo............................................................................................................ 86

2.4.5

Considerazioni sui preridotti ............................................................................................... 86

2.5 Fabbricazione dell’acciaio2.5.1

Generalità ............................................................................................................................ 87

2.5.2

Processo di affinazione........................................................................................................ 89

2.5.3

Processo OBM..................................................................................................................... 90

2.5.4

Processo Kaldo.................................................................................................................... 91

2.5.5

Processi pneumatici. Generalità .......................................................................................... 91

2.5.6

Processo forno elettrico....................................................................................................... 93

2.5.7

Forni ad arco........................................................................................................................ 93

2.5.8

Forno ad induzione.............................................................................................................. 96

2.5.9

Processi duplex.................................................................................................................... 96

2.5.10

Costo di investimento di impianti di affinazione ................................................................ 97

2.5.11

Processo Martin Siemens .................................................................................................... 97

2.5.12

Colata dell’acciaio............................................................................................................... 98

2.5.13

Colata continua dell’acciaio ................................................................................................ 101


2.6 Lavorazione plastica dell’acciaio2.6.1

Generalità ........................................................................................................................... 104

2.6.2

Laminazione a caldo........................................................................................................... 104

2.6.3

Blooming e slabbing a «duo» ............................................................................................. 105

2.6.4

Blooming a «trio»............................................................................................................... 106

2.6.5

Laminatoi sbozzatori di seconda laminazione a grande produzione .................................. 106

2.6.6

Laminatoi finitori di prima laminazione............................................................................. 107

2.6.7

Laminatoi finitori di seconda laminazione ......................................................................... 107

2.6.8

Treno semi continuo ........................................................................................................... 107

2.6.9

Treno continuo.................................................................................................................... 107

2.6.10

Treni lamiere ...................................................................................................................... 107

2.6.11

Fabbricazione dei tubi senza saldatura ............................................................................... 107

2.6.12

Lavorazione alla forgia, al maglio, alla pressa ................................................................... 108

2.6.13

Forni riscaldo per forgiatura ............................................................................................... 108

2.6.14

Laminazione a freddo ......................................................................................................... 108

2.7 Bilanci energetici2.7.1

Generalità ........................................................................................................................... 109

2.8 Acciai speciali2.8.1

Generalità ........................................................................................................................... 110

3 FONDERIA

(M. Signora, P. Strocchi)

3.1 Formatura e fonderia dei materiali ferrosi3.1.1

Tecnologia di fonderia........................................................................................................ 113

3.1.2

Formatura ........................................................................................................................... 113

3.1.3

Formatura a guscio ............................................................................................................. 114

3.1.4

Altri metodi di formatura.................................................................................................... 115

3.1.5

Fabbricazione delle anime.................................................................................................. 115

3.1.6

Fonderia di ghisa ................................................................................................................ 116

3.1.7

Ghisa grigia ........................................................................................................................ 116

3.1.8

Cubilotti a vento caldo........................................................................................................ 116

3.1.9

Cubilotti senza refrattari ..................................................................................................... 117

3.1.10

Conduzione del cubilotto.................................................................................................... 118

3.1.11

Forno elettrico .................................................................................................................... 119

3.1.12

Distaffatura ......................................................................................................................... 119

3.1.13

Tipi di ghisa........................................................................................................................ 119

3.1.14

Proprietà fisiche della ghisa................................................................................................ 120

3.1.15

Fonderia acciaio.................................................................................................................. 120

3.2 Fonderia delle leghe non ferrose3.2.1

Fonderia di bronzo e ottone................................................................................................ 120

3.2.2

Forni in uso nella fonderia di bronzi e ottoni ..................................................................... 122

3.2.3

Condotta della fusione........................................................................................................ 122

3.2.4

Fonderia di leghe leggere. Alluminio e sue leghe .............................................................. 123

3.2.5

Leghe di magnesio.............................................................................................................. 124

3.2.6

Fonderia di titanio e sue leghe............................................................................................ 124

3.2.7

Ambiente di lavoro ............................................................................................................. 125

4 INDUSTRIE TESSILI4.1 Filatura del cotone e delle fibre chimiche a taglio cotoniero

(F.A. Testore)

4.1.1

Materie prime ..................................................................................................................... 126

4.1.2

Titolo dei filati .................................................................................................................... 127

4.1.3

Diagrammi di filatura ......................................................................................................... 127

4.1.4

Macchinario di filatura ...................................................................................................... 128

4.1.5

Torsione dei filati unici ...................................................................................................... 130

4.1.6

Calcoli di produzione ......................................................................................................... 130


4.1.7

Filatoi non convenzionali .................................................................................................... 133

4.1.8

Linee automatizzate e tendenze a medio termine................................................................ 138

4.2 Filatura del lino

(A. Meciani, B. Orsi)

4.2.1

Titolo dei filati..................................................................................................................... 139

4.2.2

Ciclo del lungo tiglio........................................................................................................... 140

4.2.3

Ciclo delle stoppe ................................................................................................................ 141

4.2.4

Filatura a umido .................................................................................................................. 1424.2.5 Impianto di depurazione...................................................................................................... 1424.3 Filatura della lana e delle fibre chimiche a taglio laniero (F.A. Testore)4.3.1 Numero e titolo dei filati ..................................................................................................... 1434.3.2 Condizionatura .................................................................................................................... 1434.3.3 Filatura della lana cardata secondo il sistema laniero ......................................................... 1434.3.4 Filatura della lana pettinata ................................................................................................. 1454.3.5 Il sistema semipettinato....................................................................................................... 1484.3.6 Filatoi non convenzionali .................................................................................................... 1504.3.7 Tintura del fiocco e del top ................................................................................................. 1504.3.8 Tintura del filato.................................................................................................................. 1514.4 Trattura della seta (O. Pontiggia)4.4.1 Materia prima ...................................................................................................................... 1524.4.2 Produzione del filo di seta................................................................................................... 1524.4.3 Caratteristiche merceologiche ............................................................................................. 1534.4.4 Filati di seta ......................................................................................................................... 1544.4.5 Tessitura .............................................................................................................................. 1544.4.6 Nobilitazione ....................................................................................................................... 1554.5 Tessitura (O. Pontiggia)4.5.1 Generalità ............................................................................................................................ 1554.5.2 Macchinario tessile.............................................................................................................. 159

5 MACCHINE AGRICOLE (G. Pellizzi)5.1 Terreno, motori, trattori5.1.1 Proprietà fisico-meccaniche del terreno agrario.................................................................. 1605.1.2 Motori agricoli..................................................................................................................... 1605.1.3 Trattori................................................................................................................................. 1645.2 Macchine per i lavori del terreno5.2.1 Macchine per lavori iniziali................................................................................................. 1715.2.2 Macchine per i lavori periodici di rottura del terreno ......................................................... 1725.2.3 Macchine per preparazione del letto di semina e lavori colturali ....................................... 1755.3 Macchine per la concimazione5.3.1 Caricaletame........................................................................................................................ 1765.3.2 Spandiletame ....................................................................................................................... 1765.3.3 Spandiliquame..................................................................................................................... 1765.3.4 Spandiconcime .................................................................................................................... 1775.4 Macchine per la semina e il trapianto5.4.1 Seminatrici .......................................................................................................................... 1775.4.2 Seminatrici di tuberi e bulbi ................................................................................................ 1795.4.3 Macchine per trapianto........................................................................................................ 1795.5 Macchine per l’irrigazione5.5.1 Irrigatori a pioggia............................................................................................................... 1795.5.2 Irrigatori a goccia o a sorso ................................................................................................. 1795.6 Macchine per la distribuzione dei fitofarmaci5.6.1 Irroratrici ............................................................................................................................. 1795.6.2 Fumigatrici .......................................................................................................................... 1835.7 Macchine per la potatura5.7.1 Generalità ............................................................................................................................ 183


5.8 Macchine per la raccolta dei foraggi5.8.1 Generalità ........................................................................................................................... 1845.8.2 Falciatrici ............................................................................................................................ 1845.8.3 Rastrelli............................................................................................................................... 1855.8.4 Ranghinatori ....................................................................................................................... 1855.8.5 Falcia-caricatrici e falcia-trincia-caricatrici ....................................................................... 1865.8.6 Raccogli-caricatrici............................................................................................................. 1865.8.7 Condizionatrici ................................................................................................................... 1865.8.8 Voltafieno ........................................................................................................................... 1865.8.9 Raccogli-imballatrici .......................................................................................................... 1875.9 Macchine per la raccolta delle piante da granella5.9.1 Generalità ........................................................................................................................... 1875.9.2 Mietitrebbiatrici .................................................................................................................. 1875.9.3 Raccoglitrici di mais........................................................................................................... 1885.9.4 Raccoglitrici di pisello e fagiolo......................................................................................... 1905.9.5 Estirpatrici-trebbiatrici di lino ............................................................................................ 1905.10 Macchine per la raccolta di tuberi, radici e bulbi5.10.1 Generalità ........................................................................................................................... 1905.10.2 Raccoglipatate .................................................................................................................... 1915.10.3 Raccoglibietole ................................................................................................................... 1915.10.4 Raccoglitrici di cipolle e aglio............................................................................................ 1925.11 Macchine per la raccolta delle produzioni arboree 5.11.1 Generalità ........................................................................................................................... 1925.11.2 Macchine per la raccolta dell’uva....................................................................................... 1925.11.3 Macchine per la raccolta di olive e frutta a guscio duro..................................................... 1935.11.4 Macchine per la raccolta di frutta polposa e agrumi .......................................................... 1945.12 Macchine per la raccolta delle produzioni ortive e industriali5.12.1 Generalità ........................................................................................................................... 1945.12.2 Per colture alimentari a destinazione industriale................................................................ 1945.12.3 Per colture da consumo fresco............................................................................................ 1945.12.4 Per tabacco.......................................................................................................................... 1955.12.5 Per fibre tessili .................................................................................................................... 1955.13 Macchine per i lavori aziendali5.13.1 Generalità ........................................................................................................................... 1955.13.2 Trasportatori ....................................................................................................................... 1955.13.3 Essiccatoi ............................................................................................................................ 1955.13.4 Impianti per ventilazione e refrigerazione cereali .............................................................. 1975.13.5 Macchine preparazione mangimi ....................................................................................... 1975.13.6 Macchine per selezione della frutta .................................................................................... 1985.13.7 Macchine per le operazioni di stalla ................................................................................... 198

6 INDUSTRIA DEL GAS (A. Böhm, M. Böhm)6.1 Generalità6.1.1 Simboli e unità di misura.................................................................................................... 2006.1.2 Potere calorifico.................................................................................................................. 2006.2 Utilizzazione6.2.1 Apparecchi di utilizzazione ................................................................................................ 2016.2.2 Nozioni di calcolo dei bruciatori atmosferici ..................................................................... 2016.3 Produzione e distribuzione6.3.1 Produzione del gas e sottoprodotti. Acquisto del GN ........................................................ 2026.3.2 Distribuzione dei gas e loro intercambiabilità.................................................................... 2036.3.3 Consumi.............................................................................................................................. 2046.3.4 Cenni sulla distribuzione del gas........................................................................................ 2056.3.5 Rete di distribuzione........................................................................................................... 206


7 INDUSTRIA CARTARIA (G. Ceragioli, E. Grandis)7.1 Generalità7.1.1 Tipi di prodotti .................................................................................................................... 2087.1.2 Natura della carta ................................................................................................................ 2087.2 Materie fibrose (o paste) per carta7.2.1 Materie prime ...................................................................................................................... 2087.2.2 Trattamenti comuni alle varie paste .................................................................................... 2087.2.3 Paste da legno...................................................................................................................... 2087.2.4 Paste da piante non legnose................................................................................................. 2107.2.5 Pasta da fibre tessili............................................................................................................. 2107.2.6 Altre materie fibrose............................................................................................................ 2107.2.7 Sbianca ................................................................................................................................ 2107.2.8 Carta da macero................................................................................................................... 2117.3 Preparazione dell’impasto7.3.1 Definizioni........................................................................................................................... 2117.3.2 Spappolamento .................................................................................................................... 2117.3.3 Depastigliatura .................................................................................................................... 2127.3.4 Raffinazione ........................................................................................................................ 2127.3.5 Trattamenti con materie prime non fibrose ......................................................................... 2137.4 Alimentazione della macchina continua7.4.1 Tine...................................................................................................................................... 2137.4.2 Epurazione........................................................................................................................... 2137.4.3 Cassa d’afflusso................................................................................................................... 2147.5 Macchina continua7.5.1 Generalità ............................................................................................................................ 2147.5.2 Sezione di formazione......................................................................................................... 2147.5.3 Sezione presse umide .......................................................................................................... 2147.5.4 Seccheria ............................................................................................................................. 2157.6 Trattamenti del foglio finito7.6.1 Collatura in superficie ......................................................................................................... 2167.6.2 Patinatura............................................................................................................................. 2167.7 Allestimento7.7.1 Principali operazioni ........................................................................................................... 2167.8 Circuiti delle acque7.8.1 Acque bianche ..................................................................................................................... 2177.8.2 Recupero fibre ..................................................................................................................... 2177.8.3 Acque di scarico .................................................................................................................. 217

8 INDUSTRIA VETRARIA (M. Guglielmi, G. Scarinci)8.1 Generalità........................................................................................................................... 2188.2 Produzione del vetro8.2.1 Materie prime per l’industria vetraria ................................................................................. 2188.2.2 Fasi del processo produttivo................................................................................................ 2208.3 Forni per vetro................................................................................................................... 2218.4 Vetri industriali8.4.1 Vetro piano.......................................................................................................................... 2238.4.2 Vetro cavo ........................................................................................................................... 2258.4.3 Fibre di vetro ....................................................................................................................... 2258.4.4 Tubo di vetro ....................................................................................................................... 2288.5 Produzioni speciali8.5.1 Fibre ottiche......................................................................................................................... 2288.5.2 Vetro per ottica.................................................................................................................... 2288.5.3 Vetroceramiche ................................................................................................................... 229


8.5.4 Altre produzioni.................................................................................................................. 2298.5.5 Smalti.................................................................................................................................. 2308.6 Lavorazioni successive8.6.1 Processi meccanici.............................................................................................................. 2328.6.2 Processi chimici.................................................................................................................. 232

9 INDUSTRIA CERAMICA (E. De Bartolomeis)9.1 Generalità, classificazione e caratteristiche9.1.1 Prodotti ceramici ................................................................................................................ 2339.1.2 Prodotti in argilla pesante a corpo colorato di un certo spessore ....................................... 2339.1.3 Prodotti in argilla semi fine a corpo più o meno colorato, di medio spessore ................... 2339.1.4 Prodotti in ceramica fine a corpo bianco, relativamente sottile ......................................... 2339.1.5 Prodotti refrattari a corpo colorato poroso ......................................................................... 2339.1.6 Ceramica tecnica ................................................................................................................ 2349.2 Materie prime9.2.1 Materiali argillosi plastici................................................................................................... 2349.2.2 Materiali non plastici .......................................................................................................... 2349.3 Lavorazione delle materie prime e del prodotto9.3.1 Impasti ceramici ................................................................................................................. 2359.3.2 Argille umide...................................................................................................................... 2359.3.3 Argille poco umide ............................................................................................................. 2379.3.4 Argille bianche per impasti ceramici.................................................................................. 2379.3.5 Materie prime dure ............................................................................................................. 2379.3.6 Macinazione a umido ......................................................................................................... 2379.3.7 Essiccamento ...................................................................................................................... 2379.3.8 Cottura e finitura del prodotto ............................................................................................ 2409.4 Tipi di forni per ceramica9.4.1 Forni intermittenti............................................................................................................... 2419.4.2 Forni continui a fuoco mobile ............................................................................................ 2439.4.3 Forni continui a fuoco fisso................................................................................................ 2439.5 Impianti ceramici9.5.1 Generalità e dati orientativi ................................................................................................ 243

10 INDUSTRIE ALIMENTARI10.1 Derivati dei cereali (C. Cantarelli)10.1.1 Industria molitoria .............................................................................................................. 24610.1.2 Industria pastaria ................................................................................................................ 24810.1.3 Prodotti da forno................................................................................................................. 24910.1.4 Pilatura del riso................................................................................................................... 24910.2 Sostanze grasse (C. Cantarelli)10.2.1 Industrie delle sostanze grasse............................................................................................ 25010.3 Zucchero (C. Cantarelli)10.3.1 Zucchero da bietola ............................................................................................................ 25510.4 Conserve e semiconserve alimentari (C. Pompei)10.4.1 Prodotti ............................................................................................................................... 25710.4.2 Ciclo di lavorazione............................................................................................................ 25810.4.3 Locali .................................................................................................................................. 25910.5 Bevande fermentate (C. Cantarelli)10.5.1 Vino .................................................................................................................................... 25910.5.2 Birra.................................................................................................................................... 26110.6 Industrie lattiero-casearie (C. Cantarelli)10.6.1 Prodotti e rese ..................................................................................................................... 26410.6.2 Ciclo di lavorazione............................................................................................................ 26410.6.3 Attrezzature ........................................................................................................................ 265


10.7 Industria del cacao e del cioccolato (C. Cantarelli)10.7.1 Prodotti e rese...................................................................................................................... 26610.7.2 Ciclo di lavorazione ............................................................................................................ 26710.7.3 Attrezzature ......................................................................................................................... 267

11 INDUSTRIA DEL FREDDO (L. Dell’Orto, D. Miari)11.1 Fabbriche di ghiaccio11.1.1 Ghiaccio .............................................................................................................................. 26911.1.2 Magazzini frigoriferi ........................................................................................................... 26911.1.3 Piste pattinaggio e altre applicazioni del freddo ................................................................. 272

12 INDUSTRIA CONCIARIA (G. Martignone)12.1 Generalità12.1.1 Materie prime ...................................................................................................................... 27312.1.2 Tipi di prodotti .................................................................................................................... 27312.1.3 Concianti e sistemi di concia............................................................................................... 27312.2 Produzione di pellame al cromo per tomaia12.2.1 Lavorazione giornaliera....................................................................................................... 27412.2.2 Concia.................................................................................................................................. 27412.2.3 Essiccamento....................................................................................................................... 27412.2.4 Rifinizione........................................................................................................................... 27512.2.5 Magazzino pelli grezze........................................................................................................ 27612.3 Produzione di gropponi bovini per suola al vegetale12.3.1 Lavorazione giornaliera....................................................................................................... 27612.3.2 Concia.................................................................................................................................. 27712.3.3 Essiccamento in camere ...................................................................................................... 27712.3.4 Essiccamento in tunnel........................................................................................................ 27712.3.5 Cilindratura.......................................................................................................................... 27712.3.6 Magazzino pelli grezze........................................................................................................ 27812.4 Depurazione12.4.1 Impianto di depurazione acque di scarico ........................................................................... 278

13 COMPONENTI PREFABBRICATI E PROCEDIMENTI INDUSTRIALIZZATI13.1 Componenti industrializzati di calcestruzzo (E. Tealdi)13.1.1 Generalità ............................................................................................................................ 27913.1.2 I procedimenti industrializzati............................................................................................. 27913.1.3 Componenti e procedimenti ................................................................................................ 28013.1.4 Predisposizioni nei componenti .......................................................................................... 28213.1.5 Produzione, trasporto e montaggio di componenti.............................................................. 28313.1.6 Principi base di progettazione ............................................................................................. 28413.1.7 Scopo della progettazione ................................................................................................... 28513.1.8 Campi di conveniente impiego............................................................................................ 28613.2 Procedure aperte di industrializzazione («sistema aperto») (E. Zambelli)13.2.1 Definizioni........................................................................................................................... 28613.2.2 Strumenti tecnici ................................................................................................................. 28813.3 La coordinazione modulare (G. Guarnerio Ciribini)13.3.1 Glossario elementare. Definizione e obiettivi ..................................................................... 29413.3.2 Concetti fondamentali ......................................................................................................... 29513.3.3 Dimensioni preferenziali ..................................................................................................... 29513.3.4 Sistema di riferimento per la progettazione dell’organismo edilizio .................................. 29813.3.5 Dimensionamento del componente o di complessi assemblati ........................................... 29813.3.6 Dimensioni di coordinazione e sistema di riferimento........................................................ 30013.3.7 Dimensioni di fabbricazione, giochi e tolleranze................................................................ 301


13.3.8 I giunti nella costruzione modulare .................................................................................... 30113.3.9 Le tolleranze ....................................................................................................................... 30313.3.10 Considerazioni conclusive.................................................................................................. 304

14 TECNOLOGIA DELLE MATERIE PLASTICHE (I. Ronzoni)14.1 Generalità14.1.1 Diagramma del processo tecnologico................................................................................. 30814.1.2 Operazioni fondamentali .................................................................................................... 30814.1.3 Ciclo di lavorazione............................................................................................................ 30914.2 Il processo tecnologico14.2.1 Miscelazione ed omogeneizzazione ................................................................................... 31014.2.2 Estrusione ........................................................................................................................... 31114.2.3 Stampaggio ......................................................................................................................... 31714.2.4 Calandratura ....................................................................................................................... 32114.2.5 Termoformatura.................................................................................................................. 32414.2.6 Stampaggio per colata ........................................................................................................ 32614.2.7 Stampaggio rotazionale ...................................................................................................... 32714.2.8 Lavorazione all’utensile ..................................................................................................... 33114.2.9 Tecnologie diverse.............................................................................................................. 33114.2.10 Lavorazioni finali ............................................................................................................... 33114.3 Ricupero, riciclo (o distruzione) delle MP...................................................................... 33214.4 Riconoscimento delle MP più comuni............................................................................. 335

15 IMBALLAGGIO (F. Galletti, N. Galletti)15.1 Generalità15.1.1 Terminologia ...................................................................................................................... 33615.1.2 Ciclo dell’imballaggio ........................................................................................................ 33615.1.3 Nozioni fondamentali per l’imballaggio ............................................................................ 33715.1.4 Principi della protezione..................................................................................................... 33715.2 Materiali per imballaggio15.2.1 Materiali comuni per l’imballaggio.................................................................................... 33915.2.2 Materiali speciali per l’imballaggio.................................................................................... 34015.3 Imballaggio e sua tipologia15.3.1 Imballaggi unitari ............................................................................................................... 34215.3.2 Imballaggi di trasporto ....................................................................................................... 34515.3.3 Scelta del tipo di imballaggio e delle operazioni................................................................ 34715.4 Esecuzione dell’imballaggio15.4.1 Linee d’imballaggio............................................................................................................ 34815.4.2 Generalità sulle macchine d’imballaggio ........................................................................... 34815.4.3 Trasporti interni e magazzini.............................................................................................. 35015.4.4 Normativa degli imballaggi per le merci pericolose .......................................................... 35115.4.5 Progettazione dell’imballaggio........................................................................................... 35315.4.6 Esecuzione del progetto e sua realizzazione ...................................................................... 35315.4.7 Unificazione dell’imballaggio ............................................................................................ 354



Sezione F Ingegneria meccanica - manualihoepli.it · Sezione F Ingegneria meccanica 1 MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE 1.1 Meccanismi (E. Massa) 1.1.1 Sistemi rigidi rotanti (rotori).

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