Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
Alla fine del percorso dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i principi fondamentali della termofluididinamica.
Competenze:
Lo studente dovrà acquisire conoscenze di tipo applicativo relativamente al tema della trasmissione del calore e, più in generale, relativamente ai fenomeni di trasporto che intervengono nei processi ingegneristici con particolare attenzione alle problematiche del settore alimentare.
Autonomia di giudizio:
Lo studente dovrà possedere gli strumenti per affrontare scelte progettuali nel campo del dimensionamento degli apparati di scambio termico.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà possedere l’abilità di presentare in maniera chiara la procedura adottata nella progettazione degli apparati di scambio termico.
Prerequisiti
Per seguire il corso con profitto è necessaria la conoscenza dei concetti di base della Fisica Tecnica.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso è suddiviso in due parti: una teorica e una di attività di esercitazioni. La parte teorica tratta i seguenti argomenti: Conduzione del calore in regime stazionario e non stazionario. Superfici alettate. Conduzione del calore in sistemi bidimensionali. Analisi numerica: formulazione alle differenze finite dell’equazione di Fourier. Conduzione del calore in regime non stazionario. Adimensionalizzazione dell'equazione di Fourier e delle relative condizioni al contorno. Termofluidodinamica computazionale. L’attività di esercitazione è parte integrante del corso ed è dedicata ad esercitazioni numeriche intese come momento di verifica e chiarimento delle nozioni teoriche acquisite nelle ore di lezione. Parte della attività di esercitazione viene svolta in laboratorio di informatica ed è dedicata all’analisi numerica applicata ai problemi di scambio termico e di moto dei fluidi. Al fine di far acquisire conoscenze metodologiche e applicative, questa parte del corso si avvale di lezioni di laboratorio di informatica in cui viene utilizzato l’ambiente di programmazione Matlab e Comsol Multyiphysics.
Programma esteso
Conduzione del calore in regime stazionario e non stazionario. Conduzione del calore in regime stazionario in sistemi monodimensionali. Superfici alettate. Conduzione del calore in sistemi bidimensionali. Formulazione alle differenze finite dell’equazione di Fourier. Conduzione del calore in regime non stazionario. Adimensionalizzazione dell'equazione di Fourier e delle relative condizioni al contorno: numero di Fourier, numero di Biot; casi limite per Biot grande e piccolo; caso di Biot qualunque: lastra piana infinita, cilindro infinito, sfera; solidi di dimensione finita: parallelepipedo e cilindro.
Bibliografia
F. P. INCOPRERA, D P DE WITT: " Fundamentals of Heat and Mass Transfer ", John Wiley & Sons, New York. Ulteriore materiale didattico a disposizione sul portale “Campus net di Ateneo”.
Metodi didattici
La parte teorica del corso verrà illustrata mediante lezioni frontali. La parte dedicata all’attività di esercitazione prevede una attività svolta autonomamente dagli studenti in laboratorio di informatica, seguita da un’elaborazione e discussione dei risultati.
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell’apprendimento è basata su una prova scritta, seguita da una prova orale. La verifica è così pesata: 50% prova scritta (corretta risoluzione di un esercizio); 50% verifica orale (domande teoriche e proprietà di esposizione).
Altre informazioni
E’ vivamente consigliata la frequenza del corso.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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