Obiettivi formativi
ACQUISIRE LE NOZIONI ED I METODI FONDAMENTALI PER AFFRONTARE I PROBLEMI COLLEGATI ALL'USO DELL'ENERGIA, DEI FLUIDI E DEI SISTEMI MULTI-FASE MULTI-COMPONENTE,CON LE RELATIVE TRASFORMAZIONI DI INTERESSE PRATICO.
Prerequisiti
NOZIONI UNIVERSITARIE BASILARI DI MATEMATICA E FISICA.
Contenuti dell'insegnamento
I FLUIDI.
STATICA DEI FLUIDI.
CINEMATICA E DINAMICA DEI FLUIDI.
TRASMISSIONE DEL CALORE: CONDUZIONE, CONVEZIONE, IRRAGGIAMENTO.
MACCHINE FRIGORIFERE E POMPE DI CALORE.
SCAMBIATORI DI CALORE.
CENNI DI APPLICAZIONI ENERGETICHE.
CENNI DI CODICI DI CALCOLO CFD PER LA TERMOFLUIDODINAMICA.
Programma esteso
I FLUIDI: DEFINIZIONI, DEFORMABILITA', COMPRIMIBILITA' (LIQUIDI E GAS), MASSA VOLUMICA, VISCOSITA', SFORZI TANGENZIALI, FLUIDI PERFETTI. ESEMPI E APPLICAZIONI SUGLI SFORZI TANGENZIALI IN UN FLUIDO: GEOMETRIA CILINDRICA, ALTRE GEOMETRIE. LA VISCOSITA' DINAMICA. LA LEGGE DI NEWTON E I FLUIDI NEWTONIANI. VISCOSITA'-TEMPERATURA: RELAZIONI PER GAS E LIQUIDI. FLUIDI NON-NEWTONIANI: EQUAZIONE E CURVA REOLOGICA; LA CLASSIFICAZIONE CON ESEMPI E APPLICAZIONI; I REGIMI DI MOTO: IL NUMERO DI REYNOLDS.
STATICA DEI FLUIDI: PRESSIONE IN UN FLUIDO IN QUIETE; BILANCIO DI FORZE; VARIAZIONE DI PRESSIONE IN UN FLUIDO IN QUIETE; LEGGE DI STEVINO; LEGGE DI PASCAL; PRINCIPIO DEI VASI COMUNICANTI; IL CASO DEL TUBO AD U CON DUE LIQUIDI; LA LEGGE DI ARCHIMEDE.
CINEMATICA E DINAMICA DEI FLUIDI: METODO LAGRANGIANO ED EULERIANO; REGIME STAZIONARIO; LINEE E TUBI DI FLUSSO; EQUAZIONE DI CONTINUITA'; TEOREMA DI BERNOULLI.
TRASMISSIONE DEL CALORE: LA CONDUZIONE: LEGGE ED EQUAZIONE DI FOURIER, EQUAZIONE DI LAPLACE. CASI STUDIO PARTICOLARI: STRATO PIANO SEMPLICE E COMPOSTO; STRATO PIANO COMPOSTO PLURIMO, STRATO CILINDRICO SEMPLICE,
STRATO CILINDRICO COMPOSTO, STRATO SFERICO SEMPLICE.
LA CONVEZIONE: GENERALITA’, LEGGE DI NEWTON PER LA CONVEZIONE. CONVEZIONE FORZATA DI UN FLUIDO IN UN CONDOTTO: EQUAZIONI DI BILANCIO.
CONVEZIONE FORZATA DI UN FLUIDO IN UN CONDOTTO: CONDIZIONE AL CONTORNO DI TEMPERATURA COSTANTE O FLUSSO TERMICO COSTANTE. PERDITE DI CARICO E DIAGRAMMA DI MOODY.
IRRAGGIAMENTO: GENERALITA' E LEGGE DI STEFAN-BOLTZMANN, CORPI NERI, EMISSIVITA', POTENZA TERMICA RADIANTE NETTA TRA 2 SUPERFICI. MODALITA' COMBINATE DI SCAMBIO TERMICO.
MACCHINE FRIGORIFERE E POMPE DI CALORE: COEFFICIENTE DI PRESTAZIONE; CICLO INVERSO DI CARNOT; CICLO INVERSO A COMPRESSIONE DI VAPORE IDEALE; INFORMAZIONI SULLE POMPE DI CALORE; REFRIGERANTI.
SCAMBIATORI DI CALORE: GENERALITA’ E CLASSIFICAZIONE; COEFFICIENTE GLOBALE DI SCAMBIO TERMICO; FATTORE DI INCROSTAZIONE; DIMENSIONAMENTO SCAMBIATORE. SCAMBIATORI DI CALORE: DIFFERENZA MEDIA LOGARITMICA DI TEMPERATURA; METODO EPSILON-NTU E SCELTA DI UNO SCAMBIATORE.
CENNI DI APPLICAZIONI ENERGETICHE.
CENNI DI CODICI DI CALCOLO CFD PER LA TERMOFLUIDODINAMICA.
Bibliografia
1) G. Lorenzini, “Lezioni di Fisica Tecnica 1”, Pitagora Editrice, Bologna.
2) Cengel, “Termodinamica e trasmissione del calore”, Mc Graw-Hill
3) Giulianini, “Fondamenti di Fisica Tecnica”, Patron
Metodi didattici
PRESENTAZIONE DI TEORIA E APPLICAZIONI, VALUTAZIONI DELL'APPRENDIMENTO.
Modalità verifica apprendimento
ESAME SOLO SCRITTO CON ESERCIZI E DOMANDE DI TEORIA.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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