Docente

prof. Onorio SARO

Crediti

6 CFU

Obiettivi formativi specifici

Fornire le nozioni necessarie alla formulazione dei bilanci di energia per sistemi chiusi e aperti (primo principio) e degli scambi e della produzione di entropia (secondo principio). Illustrare le applicazioni di base della termodinamica, con riferimento alle sostanze pure e alle miscele gas-vapore (aria umida). Fornire le nozioni fondamentali della trasmissione del calore. La trattazione è strutturata in modo da consentire successivi approfondimenti nei settori degli Impianti tecnici e dell'Energetica.

Competenze acquisite

- comprendere ed usare la terminologia della termodinamica e della trasmissione del calore;
- modellizzare sistemi semplici e trasformazioni termodinamiche semplici, usare diagrammi termodinamici;
- valutare le efficienze nella produzione e nelle conversioni di energia per sistemi ideali e sistemi reali;
- calcolare le potenze scambiate in sistemi aperti in regime stazionario;
- utilizzare diagrammi psicrometrici;
- determinare gli scambi termici per conduzione, convezione e irraggiamento per situazioni di riferimento;

Programma

Sistemi termodinamici e principi della termodinamica: Scale di temperatura, conservazione della massa e dell'energia meccanica nei sistemi aperti, scambi di lavoro. Principi della termodinamica per sistemi chiusi ed aperti, energia interna, entalpia, calori specifici, entropia, rendimenti e coefficienti di effetto utile, irreversibilità. (6 ore)
Gas ideali e sostanze pure: Equazione di stato, trasformazioni di un gas ideale: isocore, isobare, isoterme, adiabatiche;
superficie p-v-T per le sostanze pure, diagrammi termodinamici, fattore di comprimibilità. (6 ore)
Conversione dell'energia: Cicli diretti semplici a gas ed a vapore. Cicli inversi a vapore, fluidi frigorigeni. (6 ore)
Aria umida: Miscele di gas a composizione variabile; psicrometria, diagrammi dell’aria umida, trasformazioni tecniche dell'aria
umida. (6 ore)
Scambi termici per conduzione: Equazioni in regime variabile e stazionario, conduttività termica. Conduzione in regime stazionario in pareti piane e cilindriche. Regime variabile: sistemi a parametri concentrati. Corpo seminfinito. (6 ore)
Scambi termici per convezione: Equazioni della continuità, della quantità di moto e dell’energia nello strato limite. Equazioni adimensionali, numeri di Reynolds, Prandtl, Grashof, Rayleigh e Nusselt. Correlazioni per i coefficienti di scambio termico in convezione forzata. Correlazioni per i coefficienti di scambio termico in convezione naturale. (9 ore)
Trasmissione del calore per irraggiamento: Grandezze fondamentali, irraggiamento del corpo nero e delle superfici reali, fattori di vista, irraggiamento tra superfici nere e grigie, reti elettriche equivalenti. (6 ore)
Scambio termico globale: Scambiatori di calore: metodo della differenza media logaritmica di temperature e metodo dell'efficienza. Scambi termici per le superfici interne ed esterne degli edifici. (5 ore)

Bibliografia

- G. Comini, Fondamenti di Termodinamica Applicata, SGE, Padova, 2000
- G. Comini e G. Cortella, Fondamenti di Trasmissione del Calore, SGE, Padova, 2000
Ulteriore materiale didattico o informazioni reperibili al sito http://www.dem.uniud.it/i0dida.htm