UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA
“LA SAPIENZA”
Dipartimento di Fisica Tecnica
CORSO DI FISICA TECNICA
Trasmissione del calore
Fenomeni complessi
Prof. Stefano Grignaffini
Trasmissione di calore per adduzione
L’adduzione è l’insieme di convezione e irraggiamento quando i due fenomeni termici sono
regolati dalle stesse temperature
Quantità di calore scambiata globalmente dalla parete con l’ambiente:
Se si ritiene accettabile l’ulteriore ipotesi:
Con:
Ta = Tmr
Ta = Temperatura aria ambiente
Tmr = Temperatura media radiante
Si può scrivere:
q = (hc + hr )(T p − Ta )
Coefficiente di adduzione
La somma tra il coefficiente di convezione ed il coefficiente di irraggiamento può porsi:
k = hc + hr
k è denominato fattore di adduzione ed il flusso termico si può calcolare tramite la
relazione:
q = K (Tp − Ta )
Trasmittanza di una parete
Quantità di calore q scambiata tra due fluidi aventi temperatureT1 e T2 separati da una parete
piana di dimensioni trasversali grandi rispetto allo spessore
Ritenute valide le ipotesi dell’adduzione, siano q1 e q2 i flussi termici ai confini della parete e q ' il flusso
termico che attraversa la parete per effetto della conducibilità interna
Se il fenomeno si svolge in regime stazionario, le quantità di calore
q1 , q2 , q '
sono fra loro uguali:
q1 = q2 = q ' = q
(T − T ) = kq
'
1
1
(T
Andamento della
temperatura attraverso una
parete piana tra due fluidi
'
)
− T '' =
s⋅q
(T ' '−T2 ) =
λ
q
k2
Sommando membro a membro e semplificando, si ha:
1 s 1
T1 − T2 = q + +
k1 λ k 2
Il flusso termico per unità di superficie è fornito dalla:
q=
T1 − T2
1 s 1
+ +
k1 λ k 2
Il termine H è definito trasmittanza della parete:
H=
1
s
1
1
+ +
k1 λ k 2
Il flusso termico globale q è dato da:
q = H (T1 − T2 )
Proprietà termofisiche di alcuni materiali da costruzione
Parete opaca non soleggiata che separa due ambienti a temperature diverse
Stagione invernale: andamento quantitativo
della temperatura attraverso una parete
perimetrale in mattoni pieni con rivestimento
in cartongesso
Parete con intercapedine
Trasmittanza dell’intercapedine
H=
1
1 sa 1 1 sb 1
+ + + +
k1 λa k 2 k3 λb k 4
Il terzo e quarto termine al denominatore
sono riferiti all’intercapedine
E’ possibile quindi definire resistenza
dell’intercapedine:
Andamento qualitativo della temperatura in una parete
verticale con intercapedine
T1 ,T2
T I , T IV
T II , T III
=temperature del fluido
=temperatura delle facce esterne della parete
= temperature facce interne dell’intercapedine
1 1
Ri = +
k 2 k3
Parete opaca esposta ad irraggiamento solare
Bilancio termico della parete in presenza di irraggiamento solare
La potenza assorbita è pari a:
w
Wa = asWi
w
as
= coefficiente di assorbimento medio della parete per l’energia solare
Wi = potenza incidente sulla parete per unità di superficie
Parete opaca esposta ad irraggiamento solare
Wa = q1 + q2
(
q1 = k1 T ' − T1
)
T ' − T2
q2 =
s 1
+
λ k2
'
T
− T2
w
'
asWi = k1 T − T1 +
s 1
+
λ k2
(
)
(
)
(
w
asWi − k1 T ' − T1 = k1 T f − T '
w
asWi
Tf =
+ T1
k1
)
La temperaturaT f (fittizia al sole) è la temperatura
che avrebbe l’ambiente esterno non soleggiato in
grado di trasmettere all’interno la stessa quantità di
calore dell’ambiente soleggiato
