OBIETTIVI FORMATIVI

Nella prima parte del corso vengono fornite le conoscenze di base relative alla termodinamica applicata. Introdotti il primo ed il secondo principio della termodinamica, i diagrammi termodinamici per i gas e per i vapori, viene affrontato lo studio elementare dei principali cicli termodinamici diretti e inversi ed i principi del condizionamento ambientale. I principali obiettivi sono quelli di definire le grandezze termodinamiche, coinvolte nei cicli teromidanimci diretti ed inversi, così come finalizzarne il loro uso nella definizione delle prestazioni termiche degli stessi.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Sulla base degli obiettivi indicati precedentemente lo studente alla fine del modulo sarà in grado di operare criticamente sui cicli termodinamici rappresentandoli sui piani di lavoro classici e sarà altresì in grado di valutare e confrontare  le diverse soluzioni impiantistiche e le conseguenti prestazioni energetiche.

Tali obiettivi saranno raggiunti con lezioni teoriche abbinate ad applicazioni numeriche svolte durante le esercitazioni e quest’ultime rappresentative di scenari ingegneristici presenti nell’attività dell’ingegnere meccanico.

Dal punto di vista gerarchico l’apprendimento partendo da una scala di complessità   basica (ricordare, comprendere) si muoverà verso complessità superiori quali risolvere, giudicare e proporre soluzioni ingegneristiche.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni ed esercitazioni frontali

PROGRAMMA/CONTENUTO

Energia, potenza e unità di misura,  classificazione delle fonti primarie di energia, fonti primarie non rinnovabili (carbone, idrocarburi, gas naturale, uranio), rinnovabili (radiazione solare diretta, energia idraulica, energia eolica, biomasse ed i rifiuti solidi urbani,  maree e onde) e quasi inesauribili (energia geotermica, fissione nucleare autofertilizzante, fusione nucleare). Inquinamento e rischi ambientali (inquinamento termico e chimico). Previsioni e stime dei fabbisogni e consumi energetici.

I meccanismi di trasmissione del calore:  generalità. Conduzione termica in regime stazionario e variabile. Convezione termica: il coefficiente di scambio termico per convezione, il concetto di “strato limite”, convezione con deflusso esterno ed interno, la convezione naturale, l’analisi dimensionale, correlazioni tra gruppi adimensionali. Problemi coniugati di conduzione/convezione e passaggi di fase. Radiazione termica. Proprietà radianti dei corpi, le leggi del corpo nero, scambio termico tra corpi neri e grigi, caratteristiche della radiazione solare, l’effetto serra. Risparmio e recupero energetico: isolamento termico, le pompe di calore, i recuperatori di calore.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

C.   Bonacina,  A.  Cavallini  e  L.  Mattarolo,  Termodinamica  Applicata, CLEUP Padova 1988.

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

G. Guglielmini, E. Nannei, C. Pisoni, Problemi di Termodinamica tecnica e Trasmissione del calore, Ed. Ecig, 1985.

M.J. Moran, H.N. Shapiro, B.R. Munson, D.P.DeWitt: Elementi di Fisica Tecnica per l’ingegneria, McGraw-Hill

M. Misale, Schede del corso di Fisica Tecnica – Modulo Termodinamica applicate (Disponibili su AulaWeb)