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TRASMISSIONE DEL CALORE

CODICE 104390
ANNO ACCADEMICO 2022/2023
CFU
  • 6 cfu al 3° anno di 8716 INGEGNERIA ELETTRICA (L-9) - GENOVA
  • SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/10
    LINGUA Italiano
    SEDE
  • GENOVA
  • PERIODO 2° Semestre
    MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

    PRESENTAZIONE

    La trasmissione del calore è una branca della termodinamica che studia le modalità con cui l'energia si trasmette da un corpo più caldo ad uno più freddo. Poiché nei sistemi elettrici/elettronici si ha sempre lo sviluppo di calore, lo studio delle modalità con cui il calore si propaga rappresenta un completamento delle conoscenze e competenze di un ingegnere elettrico.

    OBIETTIVI E CONTENUTI

    OBIETTIVI FORMATIVI

    Il corso si prefigge di affrontare in modo dettagliato l’analisi dei meccanismi di scambio termico con particolare riguardo all’ambito dell’ingegneria elettrica ed elettronica, ovvero al controllo termico e refrigerazione di componenti elettronici e dell’elettronica di potenza.

    OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

    Il corso si prefigge di affrontare in modo dettagliato l’analisi dei meccanismi di scambio termico (conduzione, convezione ed irraggiamento), con particolare riguardo all’ambito dell’ingegneria elettrica ed elettronica, ovvero al controllo termico e refrigerazione di componenti elettronici e dell’elettronica di potenza. Al termine del corso, ci si aspetta che gli allievi siano in grado di affrontare e risolvere semplici problemi di trasmissione del calore, con particolare riferimento al contesto elettrico/elettronico.

    PREREQUISITI

    Il superamento dell’esame richiede le seguenti propedeuticità:

    Analisi matematica 1, GeometriaFisica generale, Fisica Tecnica  

    MODALITA' DIDATTICHE

    Il corso prevede cinque ore settimanali di lezione concentrate nel secondo semestre

    PROGRAMMA/CONTENUTO

    Introduzione: problemi termici nei sistemi elettronici per la gestione dell’informazione e per sistemi elettrici di potenza.

     

    Trasmissione del calore per conduzione. Postulato di Fourier, equazione della conduzione in geometria mono e tridimensionale, piana e cilindrica. Resistenze di contatto. Analogia tra fenomeni termici ed elettrici. Concetto di trasmittanza termica. Conduzione in regime variabile. Tecniche numeriche. Esercitazioni.

     

    Trasmissione del calore per convezione. Equazione di Newton, concetto di strato limite per moti esterni ed interni. Convezione forzata e naturale. Il coefficiente di scambio termico: correlazioni tra gruppi adimensionali; esercitazioni. I passaggi di fase (condensazione e vaporizzazione).

     

    Trasmissione del calore per irraggiamento. La legge di Stefan-Boltzmann. Concetto di corpo nero e corpo grigio, scambio termico radiante tra superfici nere e grigie; esercitazioni.

     

    Scambiatori di calore tradizionali e compatti. Analisi termica e dimensionamento.

     

    Raffreddamento di sistemi elettrici/elettronici: conduzione (telai termici), resistenze termiche di contatto, convezione naturale e forzata in aria e in liquido, superfici alettate, raffreddamento ad immersione. I tubi di calore (heat pipes).

     

    Elementi di termometria. Termografia ad infrarossi per la ricerca di hot spot in dispositivi e impianti elettrici. Principi di misura e esempi applicativi (rilievo da terra e per via remota con droni).

    TESTI/BIBLIOGRAFIA

    G.Tanda: “Dispense del Corso Trasmissione del Calore per l’ingegneria elettrica”, http://www.aulaweb.unige.it.

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

    G. Guglielmini, C. Pisoni, “ Elementi di Trasmissione del Calore” Ed. CEA.

    F.Kreith: " Principi di Trasmissione del Calore", Liguori Editore.

    M.Ciofalo, "Lezioni di Termoidraulica",  Società Editrice Esculapio.

    Esercizi:

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

    DOCENTI E COMMISSIONI

    LEZIONI

    Orari delle lezioni

    L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

    ESAMI

    MODALITA' D'ESAME

    La modalità di esame consiste in una verifica orale dell’apprendimento dei contenuti del corso. L'esame viene svolto in occasione delle date ufficiali previste a calendario.

    MODALITA' DI ACCERTAMENTO

    L’esame sarà solo su base orale e contemplerà, oltre all’approfondimento di un argomento teorico, una verifica delle capacità di svolgimento (alla lavagna) di un esercizio di trasmissione del calore.

    L'obiettivo non è solo quello di verificare la preparazione dell'allievo (formulazione corretta di un determinato problema termico e sua risoluzione anche con l'ausilio di dimostrazioni matematiche) ma anche quello di valutare la sua capacità di analisi critica e di ragionamento.

    ALTRE INFORMAZIONI

    Consultare su Aulaweb il link del corso per aggiornamenti ed info supplementari