ENERGETICA - Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

FISICA TECNICA (Ingegneria Civile)
PROGRAMMA DEL CORSO
Termodinamica
Grandezze fisiche e unità di misura - Primo Principio della termodinamica – Sistemi aperti – Irreversibilità - Secondo
principio della termodinamica - Entropia e sorgenti entropiche – Sistemi chiusi motore e frigorifero – Ciclo di Carnot Sistemi aperti: espansore, compressore, valvola di laminazione e tubo di efflusso – Equazioni generali del lavoro
scambiato - Proprietà delle sostanze – Coefficienti di dilatazione e compressione – Coefficienti calorimetrici – Energia
ed entalpia libera – Relazioni tra calori specifici e dipendenza da p e V - Gas perfetti – Diagrammi termodinamici Trasformazioni termodinamiche – Impianti motore a gas - Impianti motore a vapore – Impianti frigoriferi –Impianti a
ciclo combinato, di cogenerazione e trigenerazione - Psicrometria – Trasformazioni dell’aria umida
Termofluidodinamica
Cenni di termofluidodinamica - Equazione di continuità - Equazione dell’energia - Pressione nei fluidi in movimento Moto dei fluidi (eq. di Newton) - Tubo di Pitot - Tubo di Venturi - Definizione del termine attrito – Formula di DarcyWeissbach per la determinazione delle perdite di carico distribuite in un fluido in moto all’interno di un condotto –
Perdite di carico localizzate - Potenza del propulsore - Moto con notevoli differenze di temperatura – Metanodotto –
Impianti di ventilazione durante la realizzazione di gallerie e durante la fase di esercizio del manufatto.
Termocinetica
Modalità di trasmissione del calore - Leggi fondamentali dello scambio termico
Conduzione termica. Conduzione in regime stazionario. Conduzione monodimensionale in regime permanente -Pareti
geometricamente semplici - Parete piana - Cilindri cavi - Strutture composte - Pareti piane composte - Cilindri coassialiSpessore critico dell’isolante – Conduttività termica variabile – Sistemi con generazione termica – Piastre e cilindri –
Conduzione bi e tridimensionale in regime stazionario – Soluzioni analitiche. Conduzione in regime transitorio. Flusso
termico transitorio in sistemi con resistenza interna trascurabile - Piastra indefinita e terreno - Problema delle condotte
interrate e congelamento del sottosuolo – Scambio termico nell’espansione di fluidi per il congelamento del sottosuolo
durante la realizzazione di manufatti.
Irraggiamento termico: Irraggiamento del corpo nero - Intensità di radiazione - Caratteristiche di irraggiamento Fattori di vista - Irraggiamento in cavità con superfici nere e schermi radianti – Irraggiamento tra corpi grigi – Analogia
elettrica – Gas assorbenti – Proprietà dei gas raggianti – Irraggiamento combinato con convezione.
Convezione termica. Coefficiente di scambio termico convettivo –Meccanismo di trasporto dell’energia e
fluidodinamica - Concetti fondamentali di strato limite termico e di velocità - Numero di Nusselt - Coefficiente di
scambio termico convettivo. Convezione naturale. Determinazione della correlazione empirica della convezione
naturale attraverso l’analisi dimensionale - Equazioni di conservazione - Parametri di similitudine per la convezione
libera - Superfici piane e cilindriche verticali - Cilindri orizzontali, sfere e coni. Convezione forzata. Determinazione
della correlazione empirica della convezione forzata attraverso l’analisi dimensionale - Convezione forzata all’interno
di tubi e condotti - Convezione forzata su superfici esterne - Cilindro e sfera investiti ortogonalmente
Scambiatori di calore. Progetto e scelta - Tipi più comuni di scambiatori di calore con una corrente con temperatura
costante: termostato, evaporatore e condensatore – Scambiatori di calore equicorrente e controcorrente – Differenza di
temperatura media logaritmica – Metodo dell’efficienza.
Impianti termici nell’edilizia
Benessere termoigrometrico - Termoregolazione del corpo umano -Bilancio termico del corpo umano - Metabolismo
energetico - Lavoro esterno - Calore perso per evaporazione - Calore perso per respirazione - Scambio termico per
radiazione - Temperatura media radiante - Scambio termico per convezione - Scambio termico per conduzione dei
vestiti - Resistenza termica dei vestiti -Variabili che influenzano il comfort termico - Equazione del benessere di Ranger
- Voto Medio Previsto - PMV (Predicted Mean Vote) - Percentuale di Persone Insoddisfatte – PPD (Percentage of
Dissatitisfied)
Trattamento dell’aria umida per condizionamento estivo ed invernale. Dimensionamento delle UTA – Calcolo
delle perdite di carico nei condotti.
Impianti di riscaldamento ad acqua per civile abitazione. Calcolo dei carichi termici dell’edificio Dimensionamento della rete
Pompe di calore a compressione di vapore per il condizionamento estivo ed invernale di edifici
RISULTATI D'APPRENDIMENTO PREVISTI
Approfondimento degli aspetti ingegneristici specialistici della Termocinetica, della
Termofluidodinamica e della Termodinamica applicata.
BREVE CURRICULUM SCIENTIFICO DEL DOCENTE RESPONSABILE
Sandra Corasaniti è Ricercatore Confermato dal 2001.
EVENTUALI PROPEDEUTICITÀ
Si consiglia di sostenere gli esami di Analisi Matematica e Fisica prima di sostenere l’esame di
Fisica Tecnica.
TESTI DI RIFERIMENTO
F. Gori, Lezioni di Termodinamica, Città Studi Edizioni.
F. Kreith, Principi di trasmissione del calore.
Dispense di Termofluidodinamica.
Dispense del Benessere Termoigrometrico
MODALITÀ DI EROGAZIONE
Tradizionale
MODALITÀ DI FREQUENZA
La frequenza è fortemente consigliata.
METODI DI VALUTAZIONE
Prova scritta e orale.
EVENTUALI ATTIVITÀ DI SUPPORTO ALLA DIDATTICA
Prove intermedie da svolgere durante il corso.
ORARI DI RICEVIMENTO
Consultabili sul sito web.
CALENDARIO DELLE PROVE D'ESAME
Consultabile sul sito web.