Docente

prof. aggr. Stefano SAVINO

Crediti

6 CFU

Lingua

Italiano

Obiettivi formativi specifici

Il corso intende fornire le conoscenze necessarie per formulare i bilanci di primo principio (energia) e di secondo principio (entropia) e per comprendere i fenomeni di trasmissione del calore per conduzione, convezione ed irraggiamento. Nel corso vengono forniti gli strumenti per l’applicazione delle nozioni acquisite all'analisi energetica dei cicli termodinamici e dei processi di interesse dell'impiantistica termotecnica ed allo studio dei processi di scambio termico che hanno luogo in componenti, apparecchiature e sistemi di interesse tecnico.

Competenze acquisite

- Modellizzazione dei processi di conduzione in regime stazionario e transitorio.
- Modellizzazione dei processi di convezione forzata e naturale.
- Progettazione termica degli scambiatori di calore.
- Modellizzazione dei processi di scambio termico radiativo.

Programma

Modalità di trasmissione del calore: conduzione, convezione ed irraggiamento; conduttività termica; materiali isolanti (4 ore).
Equazioni della conduzione: equazioni della conduzione per i regimi stazionario e transitorio; condizioni al contorno ed iniziali (3 ore).
Conduzione in regime stazionario: analogia elettrica; geometrie piane e cilidriche monodimensionali; superfici estese; generazione interna di calore; fattori di forma per geometrie multidimensionali (10 ore).
Conduzione in regime transitorio: resistenza interna trascurabile; geometrie monodimensionali con resistenza interna ed esterna non trascurabili; solido semi-infinito con temperatura superficiale costante o variabile periodicamente nel tempo; estensione dell'analisi a geometrie multidimensionali (7 ore).
Equazioni della convezione: strato limite; equazioni della continuità, quantità di moto ed energia; criteri di similitudine, numeri di Nusselt, Reynolds e Prandtl; effetti della turbolenza; analogia di Reynolds (5 ore).
Convezione forzata: calcolo dei coefficienti d'attrito e di scambio termico in deflussi esterni con e senza ricircolazione ed all'interno di tubi e condotti (7 ore).
Convezione naturale: equazioni della convezione naturale per il regime laminare su una lastra piana; criteri di similitudine, numeri di Grashof e Rayleigh; calcolo dei coefficienti di scambio termico; combinazione di convezione naturale e forzata (5 ore).
Seminario: risoluzione di problemi di trasmissione del calore mediante software di simulazione numerica (2 ore).
Scambiatori di calore: tipologia, bilanci termici ed andamenti della temperatura; media logaritmica delle temperature e fattore di riduzione per scambiatori a passaggi multipli ed a correnti incrociate; efficienza (6 ore).
Irraggiamento: intensità, potere emissivo, irradiazione e radiosità; radiazione del corpo nero; comportamento delle superfici reali (5 ore).
Scambi termici radiativi: fattori di vista; scambi termici tra superfici nere e superfici grigie formanti una cavità; analogia elettrica; scambi termici in mezzi partecipanti (6 ore).
Esercitazioni (16 ore).

Bibliografia

- G. Comini e G. Cortella, Fondamenti di Trasmissione del Calore, SGEditoriali, Padova.
- Eserciziario di Trasmissione del Calore (scaricabile dal sito https://materialedidattico.uniud.it/).

Modalità d'esame

prova scritta e orale

Ulteriore materiale didattico o informazioni reperibili alla pagina