CANDIDATO RELATOREGiuseppe Piccinno Prof. Ing. Piancastelli Luca

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LO STUDIO SI PROPONE DI:

sostituire i grandi Diesel navali con motori di dimensioni minori tramite l’uso di:

- tecnologia common rail automobilistica (3800 rpm);- aumento del numero di cilindri;- riduzione dell’alesaggio;- diminuzione dell’ingombro del motore.

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DATI DI PROGETTO- Alesaggio: 108 mm- Corsa: 110 mm- Massa del pistone e spinotto: 1,2 kg- Numero cilindri: 96- Potenza: 10 000 CV- Velocità di funzionamento: 3800 rpm- Architettura del motore: otto penne

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STUDI PREGRESSI

OBIETTIVOAl fine di raggiungere lo scopo predetto, ho

studiato un sistema di sovralimentazione che garantisca il conseguimento della

potenza richiesta con il regime di funzionamento supposto.

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Per limitare i costi di progettazione e produzioneho ritenuto opportuno:

-effettuare una ricognizione dell’offerta presentesul mercato dei turbocompressori, optando perl’utilizzo dell’esperienza di una delle aziendecostruttrici specializzate nel settore;

- dividere equamente la cilindrata in dodici parti.

SCELTA DEL COMPRESSOREVincoli progettuali:- Condizioni dell’aria:

Patm = 1,013 barTamb = 25°C

- Regime di rotazione del motorecostante:3800 rpm

PORTATA D’ARIA RIDOTTA:39,99 lbs/min = 10884.4 kg/s

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Sarà in seguito effettuato un lavoro di triming per raggiungere il rendimento ottimale

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Potenza assorbita dal compressore:

mP

PTcP

c

k

k

pc

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1

1

20

Cp= capacità termica dell’aria a pressione costante = 1,013kJ/kg KT0= temperatura dell’aria in ingresso del compressore = 25°C = 298 KP2= pressione di mandata del compressoreP1 = pressione all’aspirazione del compressoreηc= rendimento complessivo del compressore

Con questi valori otteniamo una potenza assorbita da ogni compressore pari a

28,5kWLa potenza assorbita complessiva vale

342,6 kW

VERIFICA DEI VALORI IN TURBINA

Vincoli progettuali:Autosufficienza del turbocompressore: - Pc = Pt

- Tgas = 800°C- ηt = 0,74- cp’ = 1,136 kJ/kg K- K’ = 1,4

Corrected flow in turbina: 35lib/min

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t

k

k

ptP

PTcmP

'

1'

4

33 1'

Garrett GT 4294

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Pressione nel collettore dei gas esausti:ER = 16,8 psi = 1,158 bar

Pressione di scarico della turbina:Outlet P= 14.7 psi = 1,013 bar

Rapporto d’espansione in turbina: 1,7

AtmosPOutlet

AtmosEMPER

Atmos ER

Atmos EMP POutlet

CONCLUSIONILa compattezza e la leggerezza richieste sono ottenute grazie alla geometria ottagonale del

basamento.

I risultati ottenuti con questo gruppo hanno buone caratteristiche teoriche.

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VALUTAZIONI PERSONALI

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Qualora le caratteristiche descritteverranno consolidate nella pratica, èaltamente probabile che la miaproposta divenga competitiva sulmercato della marina mercantile.

SVILUPPI FUTURI

- Verifica meccanica e termica dei singoli componenti del motore

- Progettazione dettagliata delle testate del motore- Rivisitazione del circuito di lubrificazione e

refrigerazione- Progetto della parte utilizzatrice vera e propria:

l’elica- Il riduttore

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