FT(9CFU) - Programma dettagliato

Fisica Tecnica (9CFU) -- Ing. Energetica -- Laurea
Programma dettagliato del Corso
Docente:
Ing. Ivano Petracci
Termodinamica
(Testodiriferimento:
F.Gori,Lezioniditermodinamica,TEMAT)
IlSistemaInternazionale(SI).
LaScienzaTermodinamica.
Ilsistematermodinamico:glistati,legrandezzeeletrasformazioni.
Gliscambidimassa,lavoroecalore.
Ilprincipiozerodellatermodinamica.
L’equilibriotermico.Latemperaturaelesuemisurazioni(ITS‐90).
Ilprimoprincipiodellatermodinamicapersistemichiusieaperti.
Ilsecondoprincipiodellatermodinamica.
Lineamentistoricieformulazioni.L’entropia.Teoremaaumentodell’entropia.Sorgentientropiche.
Isistemitecnici.
Equazionigeneralidellavoroscambiato.
Isistemichiusi:motore,frigoriferoepompadicalore.IlciclodiCarnot.
Isistemiaperti:compressore,espansore,valvoladilaminazione,miscelatore,scambiatoreecondotto.
Lesostanze.
Laregoladellefasi.Proprietà:coefficientididilatazione,coefficienticalorimetrici.
Entalpialiberaedenergialibera.RelazionidiMaxwelledequazionigenerali.
Idiagrammitermodinamici.
Igasperfettioideali.EsperienzadiJouleedesperienzadiJoule‐Thomson.
Ifluidireali.
Lesostanzepureeidiagrammidistato.
Lemiscelediariaumida
Gliimpiantitecnici.
Gliimpiantimotoreagasacombustioneinternaapistone:cicliOtto,DieseleSabathè.
Gliimpiantimotoreagasacombustioneinternaconturbina:cicloJoule‐Braytonconscambiatorerigenerativoeapiù
stadi.
Gliimpiantimotoreavapore:ciclidiCarnot,RankineedHirn.Tecnichediaumentodellavoronettoedelrendimento.
Impiantibinari.Cenniaiciclicogenerativieaiciclicombinati.
Gli impianti a ciclo inverso: cicli frigoriferi. Impianti a compressione di vapore: ciclo base e ciclo con rigeneratore,
compressione a più stadi, camera di separazione, eiettore. Impianti ad aria con rigenerazione. Impianti di
liquefazionedeigas:ciclo Linde, ciclo Claude e ciclo misto. Impianti ad assorbimento.
1|P a g Termofluidodinamica
(Testodiriferimento:
F.Gori,S.Corasaniti,I.Petracci,Lezioniditermofluidodinamica,TEMAT)
CAPITOLO 1‐Generalitàsulmotoedequazionidiconservazione
1.1Grandezzefisicheedunitàdimisura
1.2Cennisulleproprietàdellesostanze
1.3Cennidimeccanicadeifluidi
1.3.1 Lineediflusso(traiettoria,lineadicorrenteedifumo)
1.4ConservazionedellamassaeprincipiodiLeonardodaVinci.
1.5Conservazionedell’energiaaregimestazionariooequazionediBernoulligeneralizzata
1.5.1 Definizioneoperativadell’attrito
CAPITOLO2‐Motoincomprimibiledeifluidi
2.1Fluidinewtonianienon‐newtoniani
2.2Motolaminare
2.3Mototurbolento
2.4EsperienzadiReynolds
2.5Analisidimensionaledelleperditedipressione,odicarico,distribuite.
2.6Velocitàeperditedicaricodistribuiteinmotolaminare
2.6.1 Motodiunfluidonewtonianoinuncondottocilindrico
2.6.2 Motodiunfluidonewtonianotradueparetiparallele
2.7Perditedicaricodistribuiteinmototurbolento.
2.8Perditedicaricoconcentrate.
2.9Perditedicaricototali 2.10
Potenzadelpropulsore.
CAPITOLO3‐Misuredipressione,temperatura,portata,velocitàeviscosita’
3.1Misuredipressione
3.2Misureditemperatura 3.2.1 Metodousatofinoal1954odellascalacentigrada
3.2.2 Metodousatodopoil1954
3.2.3 LaScalaInternazionalediTemperaturadel1990(ITS‐90)
3.2.4 Strumentidimisuradellatemperaturadiunfluido
3.3Misurediportata
3.4Misurediviscosità
3.5Misuredivelocità(tubodiPitot)
CAPITOLO4‐Motodeifluidiconproprieta'fisichevariabili
4.2Metanodotto
4.2.1 Motoincomprimibile
4.2.2 Motocomprimibile
4.3Motoconelevatedifferenzeditemperatura
4.3.1 Caminocontrasformazioneisotermadelfluido
4.3.2 Caminoconscambiodicalore
2|P a g FisicaTecnica(9CFU)‐‐Ing.Energetica‐‐Laurea
CAPITOLO5‐Motocomprimibileeconelevatedifferenzedipressione
5.1Introduzione
5.2Propagazionedelleondedipressione
5.2.1 Trattazionedellepiccoleonde.
5.3Ristagno
5.3.1 Misuraditemperaturadiunfluidoinmoto
5.3.2 Condizionisoniche
5.5Motoincondottiasezionevariabileconcontinuità.
5.5.1 Sezionediuntubodiefflusso
5.5.2 Velocitàeportatainuntubodiefflusso
5.5.3 Motoinuncondottoconsoloconvergenteegola
5.5.4 Motoinuncondottoconconvergenteedivergente.
Termocinetica
(Testodiriferimento:
F.Kreith,Principiditrasmissionedelcalore,LiguoriEditore)
CAPITOLO1‐Introduzione
1‐1
Trasmissionedelcaloreetermodinamica
1‐2
Modalitàditrasmissionedelcalore
1‐3
Leggifondamentalidelloscambiotermico
1‐5
Analogiatraflussotermicoeflussoelettrico
1‐6
Unitàdimisuraedimensioni
CAPITOLO2‐Conduzionemonodimensionaleinregimepermanente
2‐1
Paretigeometricamentesemplici
2‐2
Strutturecomposte
2‐3
Sistemicongenerazionedicalore
CAPITOLO3‐Conduzionebi‐etridimensionaleinregimepermanente
3‐1
Metodidianalisi
3‐2
Derivazionedell'equazionedellaconduzione
3‐3
Soluzioneanalitica
CAPITOLO4‐Conduzioneinregimenonpermanente
4‐1
Flussotermicotransitorioeperiodico
4‐2
Flussotermicotransitorioinsistemiconresistenzainternatrascurabile
CAPITOLO5‐Trasmissionedelcaloreperirraggiamento
5‐1
Irraggiamentotermico
5‐2
Irraggiamentodelcorponero
5‐3
Caratteristichediirraggiamento
5‐4
Fattoredivista
5‐5
Irraggiamentoincavitàconsuperficinere
5‐6
Irraggiamentoincavitàconsuperficigrigie
5‐7
Irraggiamentoincavitàcontenentigas
3|P a g FisicaTecnica(9CFU)‐‐Ing.Energetica‐‐Laurea
CAPITOLO6‐Fondamentidiconvezione
6‐1
Ilcoefficienteditrasmissionedelcaloreperconvezione
6‐2
Meccanismoditrasportodell’energiaefluidodinamica
6‐3
Concettifondamentalidistratolimite
6‐4
IlnumerodiNusselt
6‐5
Determinazionedelcoefficientediscambiotermicoconvettivo
6‐6
Analisidimensionale
6‐7
Stratolimitelaminaresuunapiastrapiana
6‐9
Analogiatrailtrasportodicaloreediquantitàdimotoinregimeturbolento
6‐10
AnalogiadiReynoldspermototurbolentosuunapiastrapiana
6‐11
Mototurbolentosusuperficipiane
CAPITOLO7‐Convezionenaturale
7‐1
Introduzione
7‐2
Parametridisimilitudineperlaconvezionelibera
CAPITOLO8‐Convezioneforzataall’internoditubiecondotti
8‐1
Introduzione
CAPITOLO9‐Convezioneforzatasusuperficiesterne
9‐1
Motosucorpinonaffusolati
9‐2
Cilindroesferainvestitiortogonalmente
CAPITOLO11‐Scambiatoridicalore
11‐1
Progettoescelta
11‐2
Tipipiùcomunidiscambiatoridicalore
11‐3
Differenzamediaditemperatura
CAPITOLO12‐Trasportodimateria
12‐1
Introduzione
12‐2
Trasportodimateriaperdiffusionemolecolare
12‐3
Trasportodimateriaperconvezione
4|P a g FisicaTecnica(9CFU)‐‐Ing.Energetica‐‐Laurea
Risultatidell’apprendimento
ConoscenzadeglielementiingegneristicifondamentalidellaTermodinamicaapplicata,dellaTermofluidodinamica
edellaTrasmissionedelcalore.
Propedeuticità
Anche se non sono previste propedeuticità formali, prima di frequentare il corso di ''FISICA TECNICA'' è
fortementeconsigliatodiaversostenutoiseguentiesami:
 ''AnalisiMatematica1''
 ''Fisica1''.
Testidiriferimento
Dapreferire:
 F.Gori,LezionidiTermodinamica,TEXMAT;
 F.Kreith,Principiditrasmissionedelcalore,LiguoriEditore;
 Gori,Corasaniti,Petracci,LezionidiTermofluidodinamica,TEXMAT;
 F.Gori,S.Corasaniti,FisicaTecnicaEsercitazioni,TEXMAT;
Consigliati:
 GuglielminiePisoni,ElementidiTrasmissionedelcalore,Ambrosiana
 YunusA.Ḉengel,Termodinamicaetrasmissionedelcalore,McGraw‐Hill
Note
Ilcorsodi''FisicaTecnica(FT‐‐9CFU)''èstatoattivatonell'annoaccademico2011‐2012secondoilsistema6‐9‐
12CFU.
Gli studenti che aderiscono al DM270 nel sistema 5‐10 CFU devono sostenere l'esame ''Fisica Tecnica 1 +
Gestionedell'Energia1''da10crediti.
Peraltrieventualichiarimentirivolgersidirettamenteaidocentialezioneonell'orariodiricevimento.
5|P a g