Elementi di Ingegneria dei Sistemi

Una porzione di spazio materiale separata dall'ambiente esterno da una superficie di controllo (o confine), che può essere reale o immaginaria, rigida o deformabile. I sistemi termodinamici possono scambiare materia ed energia con l'ambiente esterno.

La superficie che separa un sistema termodinamico dall'ambiente esterno. Può essere reale (come un muro) o immaginaria (come una linea che circonda un volume). Può essere rigida o deformabile, fissa o mobile.

La misura dell'efficienza con cui un ciclo termodinamico converte l'energia in lavoro. È il rapporto tra l'energia in uscita (lavoro compiuto) e l'energia in entrata (energia termica fornita).

È l'energia termica fornita al sistema termodinamico.

L'energia termica dissipata dal sistema termodinamico.

Un'unità fisica e funzionale composta da diverse parti interconnesse che lavorano insieme per uno scopo comune.

L'interazione tra le diverse parti del sistema per raggiungere lo scopo comune.

Un processo che trasforma un input in un output, modificando lo stato del sistema.

La misurazione dell'efficacia del sistema nel trasformare l'input in un output desiderato.

Un'azione che viene applicata al sistema, come un input di energia o materia.

Un elemento esterno al sistema che può influenzarne il comportamento o interagire con esso.

Un elemento che fa parte del sistema e ne influenza il comportamento.

Il modo in cui le diverse parti del sistema sono collegate e influenzano il comportamento reciproco.

Il rendimento complessivo di un sistema composto da più sistemi in serie è dato dal prodotto dei rendimenti dei singoli sistemi.

Il rendimento di un sistema è dato dal rapporto tra la potenza in uscita e la potenza in ingresso.

In un sistema in serie, l'uscita del sistema precedente è l'ingresso del sistema successivo.

Il rendimento di un motore è il rapporto tra la potenza meccanica erogata dal motore e la potenza termica fornita dal combustibile.

Il rendimento della trasmissione è il rapporto tra la potenza trasmessa alle ruote e la potenza ricevuta dal motore.

Misura dell'efficienza con cui i componenti meccanici di un'auto scorrono/rotolano senza perdere energia a causa dell'attrito.

Misura dell'efficienza con cui una macchina idraulica trasferisce energia al fluido, prendendo in considerazione la resistenza del fluido e l'energia non convertita allo scarico.

Esprime la quantità di fluido che entra effettivamente in un cilindro rispetto al volume massimo possibile.

Valuta la qualità delle tenute idrauliche e quindi la quantità di liquido elaborato in una macchina idraulica.

Suddividere un sistema reale (complesso) in sotto-sistemi più semplici per comprendere meglio le interazioni, i flussi, le criticità e per analizzarne il comportamento.

Individuare le superfici di controllo e isolare i sistemi per identificare gli input (materiali ed energia in entrata) e gli output (materiali ed energia in uscita).

La capacità di un sistema di produrre l'output desiderato con la minima perdita di energia.

L'energia dispersa a causa dell'attrito.

Descrive il rendimento di due o più sistemi che funzionano simultaneamente, ricevendo lo stesso input e/o con output convergenti.

Il rendimento complessivo di sistemi in parallelo è la media pesata dei rendimenti individuali, ponderata dalla potenza in ingresso di ogni sistema.

La potenza può essere distribuita in percentuale tra i rami di sistemi in parallelo, semplificando i calcoli del rendimento complessivo.

Il rendimento di un sistema equivalente a due sistemi in parallelo segue una variazione lineare, da un minimo valore determinato dal rendimento del sistema meno efficiente ad un massimo valore determinato dal rendimento del sistema più efficiente.

In un sistema in parallelo, il rendimento complessivo corrisponde al valore intermedio tra i rendimenti dei due sistemi, proporzionato alla distribuzione della potenza in ingresso.

Un sistema in parallelo può essere composto da vari sottosistemi con diversi tipi di funzionamento, come idraulico e meccanico, che lavorano insieme per trasmettere la potenza.

Una trasmissione idromeccanica è un esempio di sistema in parallelo, composto da un gruppo idrostatico e un ramo meccanico, che trasmettono la potenza in modo combinato.

Un riduttore epicicloidale è un componente che unifica la potenza proveniente da diversi sottosistemi in un sistema meccanico.

Le molle in parallelo aumentano la rigidezza del sistema, mentre quelle in serie la diminuiscono.

Le molle a tazza, o Belleville, offrono un sistema elastico non lineare, con diversi gradi di rigidezza a seconda della compressione.

La non linearità dei sistemi elastici si manifesta quando il rapporto tra forza e deformazione non è lineare, mostrando un comportamento softening o stiffening.

La non linearità dei sistemi elastici può essere dovuta a diversi fattori, come il materiale, la geometria della molla o la legge di schiacciamento.

La legge di schiacciamento di una molla descrive la relazione tra la forza applicata e la deformazione, che può essere lineare o non lineare.

Un mezzo elastico non lineare è un materiale che non si deforma in modo proporzionale alla forza applicata.

Una molla a rigidezza variabile è un sistema elastico che presenta una diversa rigidezza a seconda del carico applicato.