OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si prefigge di fornire le conoscenze di base relative alla termodinamica applicata ovvero della scienza che si occupa dell'energia, del suo trasferimento e della sua conversione. Verranno analizzati i cicli diretti ed inversi, la termodinamica dei fluidi, la trasmissione del calore per conduzione, convezione ed irraggiamento.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso si prefigge di fornire le conoscenze di base relative alla termodinamica applicata ovvero della scienza che si occupa dell’energia, del suo trasferimento e della sua conversione. Verranno analizzati i cicli diretti ed inversi, con particolare riferimento alle relative soluzioni impiantistiche, la termodinamica dei fluidi, la trasmissione del calore per conduzione, convezione ed irraggiamento. Gli argomenti saranno corredati da esempi di calcolo con l’obiettivo di mettere in grado l’allievo di risolvere una vasta tipologia di problemi di termodinamica tecnica e trasmissione del calore

MODALITA' DIDATTICHE

Il corsò si svolgerà durante primo e secondo semestre, con una media di 4 ore settimanali di lezione. Potranno esserci periodi di interruzione delle lezioni, annunciati dal docente con largo anticipo

PROGRAMMA/CONTENUTO

Prima parte:

Termometria. Sistemi termodinamici chiusi e aperti. Grandezze e stato termodinamico. Trasformazioni termodinamiche e scambi. Definizioni di calore e lavoro. Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi ed aperti. Energia interna ed entalpia. Calore specifico. Secondo principio della termodinamica: enunciati di Kelvin e Clausius. Relazioni termodinamiche. Gas ideali: equazione di stato, proprietà termodinamiche, costruzione delle tabelle di entalpia, energia interna ed entropia, trasformazioni fondamentali. Sostanze pure: definizione, proprietà e diagrammi termodinamici, costruzione delle tabelle di entalpia, energia interna ed entropia nelle varie fasi. Cicli diretti: ciclo di Carnot, calcolo della frazione utilizzabile. Cicli diretti ad aria: ciclo di Joule, Otto, Diesel; calcolo della frazione utilizzabile, confronti. Cicli diretti a vapore: ciclo Rankine a vapor saturo e surriscaldato, con semplice e doppio surriscaldamento, calcolo della frazione utilizzabile ed utilizzata. Cicli inversi: ciclo inverso di Carnot, ciclo inverso standard bifase.

Seconda parte:

Termodinamica dei fluidi in moto: equazione di Bernoulli ed applicazioni, calcolo delle perdite di carico. Fluidi comprimibili in condotti a sezione variabile equazione di Hugoniot, ugelli. Trasmissione del calore per conduzione: equazione della conduzione in geometria mono e tridimensionale, piana e cilindrica; le superfici alettate, conduzione in regime variabile.Trasmissione del calore per convezione: il concetto di strato limite per moti esterni ed interni, convezione forzata e naturale, l’analisi dimensionale. Trasmissione del calore per irraggiamento: il concetto di corpo nero, scambio termico radiante tra superfici nere e grigie.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

G.Tanda: “Dispense del Corso Fisica Tecnica ”, http://www.aulaweb.unige.it.

G.Comini: “Lezioni di Termodinamica Applicata”, SGE Padova.

Y.A. Cengel, “Termodinamica e Trasmissione del Calore”, McGraw-Hill

G. Guglielmini, C. Pisoni, “ Introduzione alla Trasmissione del Calore” Ed. CEA, 2001.
F.Kreith: " Principi di Trasmissione del Calore", Liguori Editore, Napoli.

Esercizi:

G.Guglielmini, E.Nannei, C.Pisoni: "Problemi di Termodinamica Tecnica e Trasmissione del Calore", ECIG, Genova.