B028605 - FISICA TECNICA

Italiano

Termodinamica, Sistemi termodinamici Primo e Secondo Principio Psicrometria Trasformazioni termodinamiche dell’aria umida e condizionamento ambientale Esempi sui cicli termodinamici degli impianti di condizionamento invernale ed estivo Trasmissione del Calore, Regime stazionari e transitori e periodici stabilizzati Conduzione, convezione (naturale e forzata), irraggiamento Scambi di Massa e di Energia, Energia interna, Entalpia, Entropia Exergia

1) Romagnoni P., Peron F., Vio M., Elementi di Fisica Tecnica Ambientale, CEDAM, Padova
2) De Santoli L., Fisica Tecnica Ambientale-Trasmissione del calore, C.E.A. , Milano, 1999
3) F. Kreith – Principi di Trasmissione del Calore – ed. Liguori.
4) Y. Cengel – Termodinamica e trasmissione del calore – McGraw-Hill
5) G. Guglielimini, C. Pisoni – Elementi di trasmissione del calore – Ed. Veschi.

Far conoscere i temi fondamentali della termodinamica e della trasmissione del calore per la comprensione dei sistemi (edificio ed impianto), di processi utili per il raggiungimento del benessere termoigrometrico, qualità dell’aria in ambiente confinato, igiene e sicurezza con particolare riferimento a quelli della climatizzazione invernale ed estiva, della ventilazione e della filtrazione (purezza) dell’aria in ambiente; far acquisire metodi e strumenti idonei per il progetto del sistema edificio-impianto energeticamente sostenibile considerando le grandezze fisiche e i processi che lo caratterizzano affrontando gli aspetti progettuali relativi i temi propri della termofisica dell’edificio, della climatizzazione e dell’uso razionale delle risorse energetiche.

Algebra elementare. Derivate parziali, differenziali ed integrali. Equazioni differenziali omogenee, espansione in serie.
Conoscenza integrali doppi, calcolo superfici Conoscenza coordinate di vario tipo.
Elementi di base di chimica

Lezioni ex-catedra ed esercitazioni

L’esame consiste in una prova scritta. Chi non ha ottenuto la sufficienza deve sostenere una diversa prova scritta in una qualsiasi sessione futura, previa iscrizione on-line. Occorre sempre iscriversi alla lista d'esame prevista per " FISICA TECNICA", per poter ottenere il verbale digitale e quindi la verbalizzazione elettronica
Si ricorda che l’esame di Fisica Tecnica può essere verbalizzato SOLO come media pesata sul numero dei CFU insieme all’esame di Fisica Generale, che deve essere pertanto già sostenuto.

L'esame mira a verificare, attraverso domande teoriche, che esercizi specifici e mirati:
- la conoscenza dei temi e leggi fondamentali della termodinamica;
- la conoscenza dei temi e leggi fondamentali dello scambio termico anche con cambiamento di fase;
- la capacità di usare in modo appropriato la terminologia e le metodologie di analisi della Fisica Tecnica;
- la capacità di comprendere la letteratura inerente i diversi approcci metodologici all’analisi dei sistemi termodinamici chiusi ed aperti;
- la capacità di acquisire gli strumenti ed i metodi per proseguire gli studi in materia sapendo affrontare e risolvere i problemi connessi nonché inquadrare le tematiche e problematiche proprie dell’Ingegneria.

TERMODINAMICA
il sistema termodinamico Aperto e Chiuso
Primo e Secondo Principio della termodinamica – Principio di Carnot – Temperatura termodinamica
Sistemi termodinamici, grandezze di stato e di scambio. Bilanci di massa. Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi ed aperti. Energia interna, entalpia e calori specifici. Rendimenti di conversione dei cicli diretti ed efficienza dei cicli frigoriferi ed a pompa di calore. Enunciati del secondo principio della termodinamica.
Concetto di entropia e analisi entropiche – Concetto di exergia ed analisi exergetiche
Psicrometria
Gas ideali e sostanze pure
Gas ideali: equazione di stato; calori specifici; valutazione di energia interna ed entalpia. Sostanze pure: stati di aggregazione della materia, transizioni di fase, definizione di calore di vaporizzazione/condensazione.
Sistemi Omogenei - Aria umida – Trasformazioni termodinamiche dell’aria umida e condizionamento ambientale
Proprietà termodinamiche dell’aria umida, diagrammi psicrometrici, trasformazioni tecniche dell'aria umida.
Esempi sui cicli termodinamici degli impianti di condizionamento invernale ed estivo ‘a tutta aria’ e misti aria-acqua
Concetto di benessere termoigrometrico e carichi termici ambientali

TRASMISSIONE DEL CALORE IN REGIME STAZIONARIO
CONDUZIONE: Legge di Fourier - Equazione generale della conduzione - Conduzione in regime stazionario - Conduzione monodimensionale stazionaria senza generazione di calore: pareti piane, cilindriche e sferiche con conducibilità termica costante o variabile con la temperatura - Pareti composte piane, cilindriche e sferiche con conducibilità termica costante - Analogia elettrica - Coefficiente globale di scambio termico per geometrie piane e cilindriche - Spessore critico di un isolante – Conduzione monodimensionale stazionaria con generazione di calore
CONVEZIONE: convezione forzata, naturale e mista - Numeri di Nusselt, Prandtl e Grashof - Equazioni fondamentali del moto non isotermo - Analisi dimensionale.
IRRAGGIAMENTO: Radiazioni termiche e Radiazioni Luminose - Grandezze fondamentali: potere emissivo monocromatico, angolare ed integrale - Leggi dell’irraggiamento: di Lambert, di Planck, di Wien, di Stefan-Boltzmann - Coefficienti di riflessione, trasmissione ed assorbimento - Corpi neri - Corpi grigi e corpi reali - Emissività - Legge di Kirchoff - Radiosità - Fattori di vista - Relazioni fra i fattori di vista: di reciprocità, di additività e di chiusura - Scambio termico fra superfici nere – Scambio termico fra superfici grigie.

TRASMISSIONE DEL CALORE IN REGIME TRANSITORIO
Studio dei sistemi a parametri concentrati (sistemi con resistenza interna trascurabile) – Conduzione termica in regime variabile in superfici piane – Cenni ai metodi numerici di soluzione dell’equazione di scambio termico in transitorio