OBIETTIVI FORMATIVI

The course introduces the fundamentals of heat-transport controlled phenomena in its fundamental mechanisms (conduction, convection and thermal radiation) and shows some examples of practical application. The student will demonstrate a deep knowledge of the different heat transfer mechanisms and to be able to apply the fundamental laws to simple engineering problems. The goal of this course is to provide to the student the basis for the thermal analysis of energy transformation and production processes.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Alla fine del corso lo studente deve essere in grado di:

• capire problemi ingegneristici legati allo scambio termico;
• applicare le leggi e i modelli di base per la soluzione di semplici problemi di scambio termico.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali

PROGRAMMA/CONTENUTO

CONDUZIONE: Equazione generale della conduzione; tipi condizioni al contorno; resistenze termiche; raggio critico di isolamento; problema dell’aletta; corpo sottile; corpo solido semiinfinito; soluzione numerica alle differenze finite.

CONVEZIONE: Introduzione, analisi dimensionale; equazione conservazione della massa; equazione della quantità di moto: fluidi newtoniani ed equazione Navier-Stokes; equazione conservazione dell’energia; adimensionalizzazione delle equazioni in convezione forzata e numeri adimensionali; analogia di Reynolds; cenni di turbolenza; soluzione analitica di Blasius per lastra piana; convezione forzata in condotti; convezione naturale: ipotesi di Boussinesq; adimensionalizzazione delle equazioni in convezione naturale e numeri adimensionali.

IRRAGGIAMENTO: Definizioni fondamentali; Corpo nero e superfici grigie; scambio termico per irraggiamento tra superfici nere e grigie.

SCAMBIATORI DI CALORE: Classificazione; metodo della differenza di T media logaritmica; metodo dell’efficienza-NTU.

SCAMBIO TERMICO BIFASE: Cenni di ebollizione stagnate e convettiva; equazione di Nusselt per la condensazione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Y. Cengel. Heat and Mass Transfer, Ed. McGrawHill, 2015.
• Incropera, DeWitt, Bergman, Lavine: Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley and Sons, 2011
• A.Bejan, Heat Transfer, John Wiley and Sons, Inc, 1993