UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA " LA SAPIENZA"
Facoltà d'ingegneria-Polo di Rieti
Dipartimento di Fisica Tecnica
PROGRAMMA DI “FISICA TECNICA AMBIENTALE” PER GLI ALLIEVI DEL CORSO
DI LAUREA IN INGEGNERIA EDILE
a.a. 2004/2005
Docente: prof. ing. A. Badagliacca
Termodinamica
Sistemi fisici. Grandezze intensive e grandezze estensive. Campi termici: variabili e stazionari.
Superfici isoterme, linee di flusso e tubo di flusso.
Principio di conservazione dell’energia. Primo e Secondo principio della Termodinamica.
Grandezze di stato: energia interna, entalpia. Entropia. Ineguaglianza di Clausius. Capacità di lavoro di
un sistema.
Espressione del primo principio per un fluido in moto. Equazione generale dell’energia. Equazione
di Bernoulli: limiti di validità. Abaco di Moody.
Frigoriferi a compressione di vapore saturo.
Aspetti termoigrometrici dell'ambiente. Aria umida. Umidità assoluta e relativa. Temperatura di
rugiada. Entalpia associata. Diagramma psicrometrico di Mollier. Trasformazioni dell'aria umida.
Trattamento dell'aria.
Condizionamento dell'aria. Trattamento estivo ed invernale.
Trasmissione del calore
Conduzione. Legge elementare ed equazione generale di Fourier. Coefficiente di conduttività
interna e di diffusività termica. Flusso termico. Cenni di analogia elettrica. Resistenza termica.
Studio del muro piano indefinito ad uno ed a più strati. Manicotto cilindrico.
Cenni relativi al regime periodico stabilizzato nella conduzione.
Convezione. Definizione. Convezione naturale e convezione forzata. Viscosità dinamica e viscosità
cinematica. Strato limite: fluidodinamico e termico. Modello lineare. Coefficiente di convezione e
individuazione dei parametri da cui dipende funzionalmente. Variabili adimensionate caratteristiche del
trasporto termico (Nusselt, Reynolds, Prandtl e Grashof). Significato fisico dei parametri adimensionati
della convezione.
Irraggiamento. Definizione. Proprietà connesse all’energia raggiante. I corpi nel ruolo di sorgente.
Proprietà globali e specifiche.
Intensità di radiazione. Legge di Lambert. Densità superficiale di flusso energetico incidente.
Proprietà dei corpi nel ruolo di ricettori. Indebolimento del flusso di energia raggiante nel propagarsi
all’interno dei corpi. Costante di assorbimento. Corpi grigi.
Legge di Kirchhoff. Leggi sull’emissione del corpo nero (Stefan- Boltzmann, Wien, Planck).
L’emissione dei corpi reali in rapporto con quella del corpo nero: emissività spettrale e globale.
Scambio di calore tra corpi per mutuo irraggiamento. Fattori di vista. Modello matematico lineare
del fenomeno: limiti del campo di validità.
Radiosità. Schermi di radiazione.
Adduzione. Definizione. Legge elementare di Newton. Limiti di validità. Trasmissione di calore tra
due fluidi separati da un divisorio ad uno o più strati. Trasmittanza globale. Resistenza termica globale.
Parete con intercapedine d’aria.
Riscaldamento e raffreddamento naturale di un corpo. Costante di tempo.
Cenni sulle alette di raffreddamento. Cenni sugli scambiatori di calore: tipi, equazioni
caratteristiche, efficienza.
Diffusione del vapore. Permeanza al vapore delle pareti: campo di concentrazione del vapor
d’acqua, legge di Fick, modello di studio. Verifica per la condensa.
Problemi di scambio termico negli edifici. Interazione edificio-ambiente esterno: Bilancio
energetico. Criteri per la determinazione del valore dei coefficienti di scambio termico superficiale. Ponti
termici: modello per la determinazione delle dispersioni termiche. Criteri per la correzione.
Parete irraggiata dal sole: modello della temperatura fittizia.
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PROGRAMMA DI “FISICA TECNICA AMBIENTALE” PER GLI ALLIEVI DEL CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA EDILE
a.a. 2004/2005
Illuminotecnica
Definizione ed unità di misura delle grandezze fotometriche. Cenni sulle sorgenti di luce artificiali.
Parametri delle lampade. Criteri generali per la progettazione di un impianto d’illuminazione. Metodo del
fattore di utilizzazione.
Acustica applicata
Definizione ed unità di misura delle grandezze acustiche principali. Audiogramma normale. Cenni
sulla riverberazione. Tempo di riverberazione. Pannelli fonoassorbenti. Isolamento. Potere fonoisolante e
legge della massa.
Esercitazioni
1) Perdite di calore di un tubo immerso in aria in condizioni di convezione naturale
2) Flusso termico attraverso una parete divisoria tra due ambienti a temperatura differente.
Caso di
A. parete omogenea,
B. parete con intercapedine d’aria,
C. parete con strato d’isolante.
3) Flusso di calore entrante in un appartamento attraverso le vetrate per effetto della riflessione
di una terrazza.
4) Ritardo di un onda termica superficiale ad una data profondità del terreno
5) Determinazione della profondità cui posizionare una condotta d'acqua, essendo noti i dati
climatici di zona;
6) Posizionamento ottimale di una pompa in una condotta di acqua termale
7) Calcolo della superficie di scambio di uno scambiatori di calore
8) Frigoriferi a compressione di vapori saturi
9) Condizionamento estivo
10) Condizionamento invernale
11) Progetto d'illuminazione di un capannone industriale con il metodo del fattore di
utilizzazione
12) Correzione dell’acustica di una sala per conferenze
Informazioni utili ai fini della preparazione
Lo studente è libero di utilizzare qualunque testo, si raccomanda però che per lo studio quei testi svolgano gli
argomenti con un approfondimento almeno pari a quello trattato nelle lezioni.
Per lo svolgimento del corso ci si è riferiti principalmente al seguente materiale didattico:
A. BADAGLIACCA - Fisica Tecnica Ambientale - Ed Ingegneria 2000, Roma 2002
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