OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Nella seconda parte dell'insegnamento sono forniti elementi di base sulla trasmissione del calore, con numerose applicazioni a problemi di conduzione, di convezione e di irraggiamento. Vengono altresì analizza te le varie fonti energetiche disponibili, sviluppando, in particolare, alcuni temi di energetica nucleare e solare. L’obiettivo formativo è duplice: mettere in grado l’allievo di risolvere una vasta tipologia di problemi di trasmissione del calore applicati alle tecnologie energetiche e fornire alcuni elementi di energetica generale in modo che l’allievo possa cominciare ad orientarsi sulle principali problematiche connesse alla produzione e all’uso razionale dell’energia.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Obiettivi formativi

Attraverso i contenuti dell'insegnamento, lo studente è in grado di analizzare e risolvere semplici problemi nei diversi ambiti della trasmissione del calore.

Le lezioni e le attività mirano contemporaneamente a

• favorire l’acquisizione di una conoscenza critica dei temi o casi studio proposti e dei relativi fenomeni fisici
• sostenere lo studente nell’acquisizione di un adeguato linguaggio tecnico-scientifico, quale strumento indispensabile sia alla comprensione di documentazioni tecniche sia al dialogo con i diversi attori dell’ingegneria meccanica

Risultati di apprendimento

Al termine dell'insegnamento gli studenti dovranno

• ricordare le principali grandezze/proprietà termofisiche con le relative unità di misura
• essere in grado di identificare con precisione il significato fisico dei termini che costituisco le espressioni matematiche delle relazioni/principi fisici, con particolare attenzione all’analisi dimensionale
• essere in grado di interpretare correttamente un testo proposto, sapendo discutere l’applicazione o il caso studio presentato
• essere in grado di risolvere semplici problemi numerici
• avere una consapevolezza chiara dei fenomeni fisici trattati e delle relative implicazioni tecniche
• avere acquisito un adeguato linguaggio tecnico-scientifico, che tenda a non lasciare ambiguità nell’interpretazione di quanto esposto

Inoltre, quale auspicabile risultato più avanzato, gli studenti potranno anche acquisire una consapevolezza della materia tale da essere in grado di analizzare problemi più complessi relativi ad applicazioni fisico-tecniche nell’ambito dell’ingegneria meccanica.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento è svolto in lingua italiana con modalità didattica prevalentemente tradizionale, alternando lezioni frontali ad esercitazioni numeriche.

PROGRAMMA/CONTENUTO

TRASMISSIONE DEL CALORE

Conduzione termica monodimensionale in regime stazionario: legge di Fourier, conducibilità termica, conduzione termica in geometria piana e in geometria cilindrica, resistenza termica, pareti piane multistrato, pareti piane complesse, tubazioni cilindriche multistrato.

Conduzione termica multidimensionale in regime variabile: legge di Fourier, equazione generale della conduzione, ponti termici, diffusività termica, regime periodico stabilizzato in un mezzo seminfinito.

Convezione termica: viscosità, coefficiente di dilatazione cubica, legge di Newton, coefficiente di convezione. Convezione forzata su lastra piana e in un tubo. Convezione naturale su lastra piana e in un’intercapedine. Numeri adimensionali e risoluzione dei problemi di convezione termica.

Irraggiamento termico: onde elettromagnetiche, corpo nero, leggi di Planck e di Wien, emissività, corpo grigio, irradiazione, fattori di assorbimento, riflessione e trasmissione, principio di Kirchhoff, superfici selettive, fattore di vista, scambio termico tra superfici nere e grigie, coefficiente di irraggiamento.

Meccanismi combinati di scambio termico: scambio termico in corrispondenza di una superficie, coefficiente liminare di scambio termico, pareti piane multistrato e complesse, trasmittanza termica. Trasmittanza termica degli elementi opachi dell'involucro edilizio e dei serramenti, ponti termici, tubazioni cilindriche multistrato, dimensionamento di un corpo scaldante.

Cenni sui meccanismi combinati di scambio termico in regime transitorio: capacità termica, transitorio termico di un corpo sottile, transitorio termico di una parete multistrato, trasmittanza termica periodica

TERMOIGROMETRIA E IMPIANTI

Equazione dell'energia in termini meccanici. Equazione di Bernoulli. Perdite di carico distribuite. Perdite di carico concentrate. Prevalenza di un propulsore. Canali convergenti e divergenti. Rendimento di pompa e turbina, circuito chiuso.
Classificazione degli impianti di climatizzazione. Bilancio di massa e di energia di un ambiente climatizzato. Impianto di riscaldamento: disperdimenti per ventilazione e trasmissione, dimensionamento e parametri di calcolo.

FONDAMENTI DI ENERGETICA

Fonti energetiche primarie e fonti rinnovabili. Richiami al panorama energetico mondiale e nazionale relativo ai consumi ed alla produzione di energia. Energia nucleare. Cenni all’impatto delle fonti energetiche.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Testi ed appunti distribuiti o suggeriti a lezione dal docente.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/8784/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Per quanto riguarda la valutazione delle prove parziali si applicano gli stessi criteri esplicitati per l’esame finale (vedi scheda 72369 – Fisica Tecnica).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Per quanto riguarda la valutazione delle prove parziali si applicano gli stessi criteri esplicitati per l’esame finale (vedi scheda 72369 – Fisica Tecnica).