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nota: Gli appelli d'esame, se non diversamente specificato al link "calendario", si terranno presso il LAB. T14

programmi e modalità d'esame


Termodinamica e Trasmissione del Calore per allievi meccanici

L’obiettivo del corso di Termodinamica e Trasmissione del Calore è quello di fornire le conoscenze dei principali concetti relativi alla termodinamica, ai sistemi di conversione dell’
energia e alla trasmissione del calore. Il corso, collocato al secondo anno, è di 12 crediti con una durata articolata su due semestri; di questi, il primo è dedicato alla termodinamica, il secondo alla trasmissione del calore. La prima parte del corso sarà tenuta dal prof. Renno, la seconda dal prof. Cuccurullo. Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati sono richieste conoscenze matematiche e fisiche di base. 

Con riferimento, in particolare, alla parte dedicata alla trasmissione del calore si segnala che l’insegnamento contempla lezioni teoriche ed esercitazioni in aula. Sono previste visite in laboratorio ed esercitazioni con l'ausilio del calcolatore. Nelle esercitazioni in aula vengono assegnati agli studenti esercizi numerici opportunamente scelti con lo scopo di approfondire i concetti appresi nel corso delle lezioni teoriche. Le esercitazioni al calcolatore sono tese ad evidenziare i limiti e i pregi delle soluzioni analitiche disponibili. 

Alcuni esercizi, relativi a tutti gli argomenti trattati durante il corso e sufficienti al superamento della prova scritta, sono disponibili al link  http://ht.ucoz.com/index/libro/0-68. Allo stesso link è possibile reperire la descrizione del libro di testo consigliato:

G. CUCCURULLO, P. G. BERARDI, Elementi di Termodinamíca e Trasmissione del Calore, CUES, 2011 III edizione 

Per ulteriori letture si consigliano i seguenti testi:

ECKERT, DRAKE, Analysis of Heat and Mass Transfer, McGraw-Hill

OZISIK, Heat transfer: a basic approach, McGraw-Hill Book

MYERS, Analytical methods in conduction Heat Ttransfer, Genium Pub

GUGLIELMINI, PISONI, Elementi di trasmissione del calore, Veschi

BEJAN, Convection Heat transfer, Wiley

Sono anche disponibili alcuni approfonidimenti inerenti argomenti tenuti a lezione al link  http://ht.ucoz.com/index/approfondimenti/0-63.  

La valutazione del raggiungimento degli obiettivi prefissati avverrà mediante prova scritta e colloquio orale. Quest'ultimo, da sostenersi necessariamente nella stessa seduta in cui è stato superato lo scritto, viene tipicamente calendarizzato a sette giorni di distanza dalla prova scritta. La data sarà comunque resa nota nel corso della prova scritta e segnalata sul calendario disponibile sul presente sito. 

 
Programma relativo alla parte di trasmissione del calore.

Introduzione al corso. Gli obiettivi della trasmissione del calore. Equazioni dei bilanci ed equazioni particolari per la trasmissione del calore.
 
Conduzione
Il bilancio dell'energia e le condizioni al contorno. Adimensionalizzazione. Problemi di conduzione unidimensionale. Sistemi alettati. I transitori termici: problemi omogenei e problemi non omogenei. Modelli di corpo a parametri concentrati e corpo semi infinito. Cond. al contorno oscillanti nel tempo. Soluzioni analitiche e grafiche.
 
Convezione
Classificazione della convezione. Il numero di Nusselt. Le equazioni dei bilanci: conservazione della massa; bilancio della quantità di moto; bilancio dell’energia. Le semplificazioni dello strato limite dinamico e termico. Soluzione approssimata del campo termo-fluidodinamico: campo di velocità e campo di temperatura per lastra isoterma. Moto in condotti. Regioni di ingresso e completamente sviluppata. Scambiatori di calore.
 
Irraggiamento
La radiazione termica. Intensità della radiazione. Corpo nero. Caratteristiche radiative di superfici opache: emissione - assorbimento – riflessione, definizioni e modelli. Relazione tra l'emissione, l'assorbimento e la riflessione. Superfici speciali. Scambio termico tra superfici. Cenni sull’irraggiamento ambientale.
 

 

 

 
Numero di Crediti: 6 (dall'a.a. 2009/10 9 crediti)

Collocazione: II Anno - I semestre - Civ. Propedeuticità: Fisica, Matematica II. (dall'a.a. 2009/10 al III anno I sem.)

Finalità del corso: Il modulo di insegnamento intende fornire le conoscenze di base della Termodinamica e della Trasmissione del Calore e, in applicazione di queste, i fondamenti per il dimensionamento per gli impianti di riscaldamento.

Programma

TERMODINAMICA DEGLI STATI DI EQUILIBRIO Modello di gas perfetto - Miscele liquido – vapore - Modello di liquido incomprimibile - Piani termodinamici Ts, pv - EQUAZIONI DEI BILANCI PER SISTEMI CHIUSI - TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE - Cicli termodinamici diretti - Cicli termodinamici inversi - EQUAZIONI DEI BILANCI PER SISTEMI APERTI Il postulato dell’equilibrio locale - Flusso diffusivo e convettivo - Bilancio di massa - Bilancio della energia totale - Bilancio dell’entropia - Equazione dell’energia meccanica - FONDAMENTI DI TRASMISSIONE DEL CALORE leggi di Fourier/Newton/Planck - Calcolo della conduttanza unitaria liminare per mezzo di correlazioni adimensionali. CONDUZIONE IN REGIME STAZIONARIO 1D - COMPONENTI DI IMPIANTI TERMICI Condotti: moto incompressibile - Moto di un gas - Valvole di laminazione - valvole di regolazione - Vaso di espansione/valvola di sicurezza - Macchine operatrici - Mescolatore adiabatico - Scambiatori di calore - Caldaia - Camino - SCHEMI ELEMENTARI DI IMPIANTI Accoppiamento pompa/circuito - Proporzionamento del circuito idraulico - Verifica del circuito idraulico: resistenze idrauliche - La regolazione automatica degli impianti termici - IMPIANTI DI RISCALDAMENTO AUTONOMI


Applicazioni Progetto e verifica di Impianti di riscaldamento bitubo a collettore


Competenze e capacità in uscita dal corso

Competenze relative a: conoscenze di base della Termodinamica e della Trasmissione del Calore in applicazione delle quali viene studiato il tema degli impianti di riscaldamento.

 Capacità di: Tradurre in modelli operativi semplici problemi termodinamici e di scambio termico diversi, comprendere i principi di dimensionamento degli impianti di riscaldamento.

Modalità di svolgimento dell’esame

La prova di esame consiste in una prova scritta ed una orale.

Per coloro che seguono il corso con regolarità (vale a dire per coloro che totalizzano almeno il 75% di presenze a lezione) sono previste due prove intracorso  esonerative della prova scritta limitatamente al primo appello della sessione invernale post corso. Il superamento dell'esame in via canonica prevede lo svolgimento di una prova scritta e necessariamente la prova orale deve essere sostenuta nella stessa seduta della prova scritta. 

Testi e materiale didattico di supporto G. CUCCURULLO, P. G. BERARDI, Elementi di Termodinamíca e Trasmissione del Calore, CUES, 2011 III edizione






TRASMISSIONE DEL CALORE per allievi meccanici fino all'aa 2009/10

Numero di Crediti: 6

Collocazione: V Anno - II semestre - Mecc.

Finalità del corso: Il modulo di insegnamento intende approfondire le conoscenze di base assunte nello studio della fisica tecnica ed educare lo studente all'uso di diversi "tool" analitici, anche approssimati, per la soluzione di problemi di trasmissione del calore. Sono previste visite in laboratorio ed esercitazioni con l'ausilio del calcolatore.

ProgrammaConduzione Il bilancio dell'energia e le condizioni al contorno. Problemi semplici in conduzione. Problemi instazionari unidimensionali. Problemi omogenei: lastra piana con temperatura costante alla parete; lastra piana con condizioni al contorno convettive; cilindro infinito con temperatura costante alla parete; cilindro infinito con condizioni al contorno convettive. Problemi non omogenei: le soluzioni parziali; la variazione dei parametri; lastra piana con flusso termico alla parete. Problemi instazionari bi-tridimensionali. Problemi instazionari con condizioni al contorno dipendenti dal tempo. Convezione Le equazioni dei bilanci: conservazione della massa; bilancio della quantità di moto; bilancio dell’energia. Metodi di soluzione approssimata: metodi perturbativi; metodo integrale. Convezione forzata su lastra piana. Campo di velocità. Campo di temperatura per lastra isoterma. Campo di temperatura per flusso termico costante alla parete. Soluzione approssimata del campo termo-fluidodinamico: campo di velocità; campo di temperatura per lastra isoterma; campo di temperatura per flusso costante alla parete. Appendice. Convezione naturale su lastra piana. Lastra piana isoterma. Lastra piana con flusso assegnato alla parete. Soluzione approssimata del campo termo-fluidodinamico. Moto in condotti. Campo di velocità. Campo di temperatura. Moto completamente sviluppato: regione di ingresso termica e regione sviluppata termicamente: sviluppo simultaneo degli strati limite. Convezione: moto in regime turbolento. Introduzione. Campo di velocità: moto su lastra piana; moto in condotti. Campo di temperatura: moto in condotti Irraggiamento Relazioni di base. Introduzione. La radiazione termica. Intensità della radiazione. Corpo nero. Caratteristiche radiative di superfici (corpi opachi). Emissione - assorbimento - riflessione: definizioni e modelli. Relazione tra l'emissione, l'assorbimento e la riflessione. Predizione delle caratteristiche radiative di superfici otticamente lisce: teoria elettromagnetica. Caratteristiche radiative di superfici reali. Superfici speciali. Scambio termico tra superfici. Campo radiativo in mezzi partecipanti. Emissione ed assorbimento della radiazione in un gas. Equazione del trasporto radiativo. Conduzione e irraggiamento: equazione del bilancio dell’energia. Campo radiativo in un sistema unidimensionale piano. Lastra radiativamente grigia con superfici opache nere. Gas grigio confinato tra due lastre nere. Mezzo grigio con superfici trasparenti. Scattering.

Modalità di svolgimento dell’esame

Non sono previste prove intracorso e neppure prove scritte, ma una tesina di approfondimento da svolgere in gruppi di due, al più tre persone; la tesina, assegnata durante il corso o richiesta al docente tramito apposito form presente altrove in questo sito, andrà presentata e discussa in sede di prova orale (cfr. pagina "tesine” per i migliori elaborati prodotti negli ultimi anni).

Testi e materiale didattico di supporto G. CUCCURULLO, P. G. BERARDI, Elementi di Termodinamíca e Trasmissione del Calore, CUES, 2011 III edizione





 FISICA TECNICA per allievi del V. ordinamento (Civili)

Finalità del corso: Il modulo di insegnamento intende fornire le conoscenze di base della Termodinamica e, in applicazione di queste, i fondamenti per il dimensionamento per gli impianti di condizionamento.

ProgrammaTermodinamica degli stati Introduzione – Piani termodinamici T,s h,s p,h - Gas ideale - Vapore surriscaldato - Fase liquida - Miscela bifasica liquido-aeriforme Fondamenti di termodinamica Concetti e definizioni di base - Equazioni di bilancio per la massa, l'energia e l'entropia - Cenni sugli impianti termici motori e operatori Psicrometria Miscele di gas e di un vapore condensabile - Aria umida - Grandezze termodinamiche nello stato di equilibrio e a seguito di trasformazioni- Diagrammi psicrometrici Impianti di condizionamento Componenti per il trattamento dell’aria umida - Le condizioni di progetto e i carichi termici - Bilanci sull’ambiente -Il dimensionamento dell’UTA e della macchina frigorifera

Modalità di svolgimento dell’esame La prova di esame consiste in una prova scritta ed una orale da svolgersi nella stessa sessione di esame.

Testi e materiale didattico di supportoG. CUCCURULLO, P. G. BERARDI, Elementi di Termodinamíca e Trasmissione del Calore, CUES, 2011 III edizione