TERMODINAMICA E TRASMISSIONE DEL CALORE

Ingegneria Meccanica TERMODINAMICA E TRASMISSIONE DEL CALORE

0612300010
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA MECCANICA
2013/2014

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2012
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
1TERMODINAMICA
660LEZIONE
2TRASMISSIONE DEL CALORE
660LEZIONE
Obiettivi
L’OBIETTIVO DEL CORSO DI TERMODINAMICA APPLICATA E TRASMISSIONE DEL CALORE È QUELLO DI FORNIRE LE CONOSCENZE DEI PRINCIPALI CONCETTI RELATIVI ALLA TERMODINAMICA, AI SISTEMI DI CONVERSIONE DELL’ ENERGIA E ALLA TRASMISSIONE DEL CALORE.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI SONO RICHIESTE CONOSCENZE MATEMATICHE E FISICHE DI BASE.
Contenuti
TERMODINAMICA
CONCETTI E DEFINIZIONI DI BASE
SISTEMA E AMBIENTE. PROPRIETÀ TERMODINAMICHE. STATO TERMODINAMICO. EQUAZIONE DI STATO. SOSTANZA PURA. STATI DI AGGREGAZIONE. SISTEMA SEMPLICE E COMPRIMIBILE. EQUILIBRIO TERMODINAMICO. TRASFORMAZIONE QUASI STATICA. TRASFORMAZIONE CICLICA. ENERGIA. LAVORO. CALORE. TEMPERATURA.
PRIMA LEGGE DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI CHIUSI
INTRODUZIONE. PRIMA LEGGE DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI ISOLATI. PRIMA LEGGE DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI CHIUSI. PRIMA LEGGE COME EQUAZIONE DI BILANCIO. ENTALPIA ED ALTRE FORMULAZIONI DELLA PRIMA LEGGE DELLA TERMODINAMICA PER UN SISTEMA CHIUSO.
SECONDA LEGGE DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI CHIUSI
INTRODUZIONE. LIMITI DELLA PRIMA LEGGE DELLA TERMODINAMICA. POSTULATO ENTROPICO. PROPRIETÀ DELLA GRANDEZZA ENTROPIA. TRASFORMAZIONI REVERSIBILI ED IRREVERSIBILI. SECONDA LEGGE DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI ISOLATI. MISURABILITÀ DELLA GRANDEZZA ENTROPIA. EQUAZIONI DI GIBBS. SECONDA LEGGE DELLA TERMODINAMICA PER SISTEMI CHIUSI. DISUGUAGLIANZA DI CLAUSIUS. LAVORO DI VARIAZIONE DI VOLUME. CALORI SPECIFICI. SISTEMI DI CONVERSIONE DELL'ENERGIA.
MACCHINA DI CARNOT DIRETTA E INVERSA.
FORMULAZIONE DELLE LEGGI GENERALI PER LO STUDIO DEI SISTEMI APERTIGENERALITÀ. EQUAZIONE DELLA CONTINUITÀ DELLA MASSA. PRIMA LEGGE DELLA TERMODINAMICA. SECONDA LEGGE DELLA TERMODINAMICA. EQUAZIONE DELL’ENERGIA MECCANICA.
TERMODINAMICA DEGLI STATI
GENERALITÀ. IDENTIFICAZIONE DELLA FASE. PIANI TERMODINAMICI. LIQUIDI, SOLIDI, VAPORI E GAS: MODELLI DI COMPORTAMENTO, CALCOLO DELLE PROPRIETÀ E TRASFORMAZIONI.
IMPIANTI MOTORI ED OPERATORI
INTRODUZIONE GENERALE. COMPONENTI DEGLI IMPIANTI. IMPIANTO MOTORE A VAPORE. IMPIANTI OPERATORI A VAPORE: FRIGORIFERO E POMPA DI CALORE.
ARIA UMIDA
PROPRIETÀ, EQUAZIONI DI STATO, DIAGRAMMA PSICROMETRICO, TRASFORMAZIONI ELEMENTARI.
TRASMISSIONE DEL CALOREINTRODUZIONE AL CORSO. GLI OBIETTIVI DELLA TRASMISSIONE DEL CALORE. EQUAZIONI DEI BILANCI ED EQUAZIONI PARTICOLARI PER LA TRASMISSIONE DEL CALORE.

CONDUZIONE TERMICA
IL BILANCIO DELL'ENERGIA E LE CONDIZIONI AL CONTORNO. ADIMENSIONALIZZAZIONE. PROBLEMI DI CONDUZIONE UNIDIMENSIONALE. SISTEMI ALETTATI. I TRANSITORI TERMICI: PROBLEMI OMOGENEI E PROBLEMI NON OMOGENEI. MODELLI DI CORPO A PARAMETRI CONCENTRATI E CORPO SEMI INFINITO. COND. AL CONTORNO OSCILLANTI NEL TEMPO. SOLUZIONI ANALITICHE E GRAFICHE.
IRRAGGIAMENTO
LA RADIAZIONE TERMICA. INTENSITÀ DELLA RADIAZIONE. CORPO NERO. CARATTERISTICHE RADIATIVE DI SUPERFICI OPACHE: EMISSIONE - ASSORBIMENTO – RIFLESSIONE, DEFINIZIONI E MODELLI. RELAZIONE TRA L'EMISSIONE, L'ASSORBIMENTO E LA RIFLESSIONE. SUPERFICI SPECIALI. SCAMBIO TERMICO TRA SUPERFICI. CENNI SULL’IRRAGGIAMENTO AMBIENTALE.
CONVEZIONE
CLASSIFICAZIONE DELLA CONVEZIONE. IL NUMERO DI NUSSELT. LE EQUAZIONI DEI BILANCI: CONSERVAZIONE DELLA MASSA; BILANCIO DELLA QUANTITÀ DI MOTO; BILANCIO DELL’ENERGIA. LE SEMPLIFICAZIONI DELLO STRATO LIMITE DINAMICO E TERMICO. SOLUZIONE APPROSSIMATA DEL CAMPO TERMO-FLUIDODINAMICO: CAMPO DI VELOCITÀ E CAMPO DI TEMPERATURA PER LASTRA ISOTERMA. MOTO IN CONDOTTI. REGIONI DI INGRESSO E COMPLETAMENTE SVILUPPATA.
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE ED ESERCITAZIONI IN AULA. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VENGONO ASSEGNATI AGLI STUDENTI ESERCIZI NUMERICI OPPORTUNAMENTE SCELTI CON LO SCOPO DI APPROFONDIRE I CONCETTI RELATIVI ALLA TERMODINAMICA, ALLA TRASMISSIONE DEL CALORE ED AI SISTEMI DI CONVERSIONE ENERGETICA.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA E COLLOQUIO ORALE. IL SUPERAMENTO DELL’ESAME È DETERMINATO DALLA VERIFICA DI UN CORRETTO APPRENDIMENTO DEGLI STRUMENTI TEORICI E ANALITICI FORNITI DAL CORSO. LA VALUTAZIONE È ESEGUITA ANALIZZANDO LE CAPACITÀ DI SOLUZIONE DI UN TIPICO PROBLEMA INGEGNERISTICO.
Testi
A.CESARANO, P. MAZZEI - ELEMENTI DI TERMODINAMICA - LIGUORI EDITORE.
R.MASTRULLO, P.MAZZEI, R.VANOLI - TERMODINAMICA PER INGEGNERI - LIGUORI EDITORE.
G. CUCCURULLO, P. G. BERARDI, ELEMENTI DI TERMODNAMICA E TRASMISSIONE DEL CALORE - CUES
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