Testi di Riferimento
- M.J. Moran, H.N. Shapiro, B.R. Munson, D.P. DeWitt, Elementi di fisica tecnica per l’ingegneria, McGraw-Hill, 2011
- In alternativa: Y. Cengel, Termodinamica e Trasmissione del calore, 3° edizione, McGraw-Hill, 2009
- Y. Cengel, J. M. Cimbala, R. Turner, Elementi di fisica tecnica, McGraw-Hill, 2017
Per gli esercizi
- Esercitazioni in aula
- Esercizi su Moran e/o Cengel
- E’ possibile trovare ulteriori esercizi svolti in: Barozzi G., Raffaellini G., Esercizi di fisica tecnica, ed. Progetto Leonardo (in particolare i volumi 3, 6, 7, 9 ed eventualmente il 4)
Testi di approfondimento
Fluidodinamica
- B.R. Munson, T.H. Okiishi, W.W. Huebsch, A.P. Rothmayer, Fundamentals of Fluid Mechanics, 7th edition, Wiley, 2013
Scambio termico
- T.L. Bergman, A.S. Lavine, F.P. Incropera, D.P. DeWitt, Fundamentals of heat and mass transfer, 7th edition, Wiley, 2011
Correlazioni:
- F. Kreith, The CRC Handbook of Thermal Engineering, CRC Press LLC, 2000
- A. Bejan, A.D. Kraus, Heat Transfer Handbook, Wiley, 2003
- I.E. Idelchik, E. Fried, Handbook of hydraulic resistance, Hemisphere Publishing, New York, NY, 1986
Testi avanzati
Principi di conservazione, Fluidodinamica e Scambio termico
- R.B. Bird, W.E. Stewart; E.N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2ª ed., New York, Wiley, 2005
Obiettivi Formativi
Imparare la teoria e le metodologie elementari di studio dei problemi di fluidodinamica e scambio termico
Prerequisiti
Fisica
Metodi Didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni in classe
Modalità di verifica apprendimento
Prova scritta o orale
Progetto finale del corso integrato
Programma del corso
Termodinamica del sistema chiuso
- Richiami: Sistema termodinamico; equilibrio termodinamico; principio zero e temperatura, misure e Sistema Internazionale.
- Termodinamica sistema chiuso: Lavoro e calore; trasformazioni reversibili. Primo principio della termodinamica. Cicli e rendimento di I principio. Secondo principio della termodinamica, irreversibilità, Cicli e rendimenti di II principio
- teorema di Clausius ed entropia
- Caratteristiche dei fluidi termodinamici: coefficienti calorimetrici; gas ideale; liquidi; sistemi bifase; processi sui gas ideali; gas reali, diagrammi termodinamici.
- Esercizi
Termodinamica sistema aperto e psicrometria:
- Bilanci di massa e di energia per sistemi aperti; entalpia; applicazione del secondo principio ai sistemi aperti; uso combinato dei due principi;
- Esercitazione
- Psicrometria: Miscele di gas perfetti, Miscele di aria e vapor d'acqua e relative grandezze e trasformazioni; diagramma psicrometrico
- Esercitazione
Fluidodinamica:
- Statica dei fluidi e pressione
- Equazioni di bilancio della quantità di moto e dell’energia meccanica, Fluidi newtoniani e non; equazione di Bernoulli
- Accenni FD comprimibile
- Analisi dimensionale, Flussi turbolenti, numero di Reynolds; perdite di carico
- Esercitazione
Scambio termico:
- Intro scambio termico. modalità di trasmissione conduzione, convezione, irraggiamento. Conduttività termica dei materiali
- Conduzione. equazioni della conduzione termica. Problemi 1D, problemi instazionari
- Conduzione + Convezione. Resistenze in serie, superfici alettate,
- Convezione naturale e forzata; strato limite; coefficiente di scambio termico; equazioni rappresentative del fenomeno; analisi dimensionale. Esercizi
- Leggi dell'irraggiamento; interazioni tra radiazione e corpi; comportamento dei corpi reali; fattori di vista; irraggiamento tra corpi neri e grigi. Contemporanea presenza di più modalità di scambio
- Esercitazione
- Scambiatori di calore: coefficiente globale di trasmissione del calore. Efficienze. Criteri di dimensionamento (metodo DTML). Perdite negli scambiatori. Esercitazione