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I meccanismi di trasporto dell’energia. Simbologia e convenzioni. Richiami di fluidodinamica:
equazioni di conservazione (massa e quantità di moto) in forma differenziale e integrale. Il teorema
del trasporto, esempi di applicazione. Significato fisico dei termini delle equazioni di
conservazione. L’equazione dell’energia.
Il trasporto di massa: equazione di conservazione della specie chimica. Equazioni costitutive: legge
di newton, postulato di Fourier, legge di Fick. Proprietà termofisiche dei materiali. Riepilogo del
caso incomprimibile. Scambio termico per convezione: definizione del coefficiente di scambio
termico convettivo.
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Strato limite dinamico, di temperatura e di concentrazione. Analogia tra le equazioni costitutive.
Approssimazioni di strato limite: conseguenze per l’equazione dell’energia.
Adimensionalizzazione delle equazioni e delle condizioni al contorno.Conseguenze delle equazioni
di conservazione: l’analogia tra il trasporto di massa, di energia e di quantità di moto. Introduzione
dei numeri dimensionali. Il coefficiente di attrito ed il numero di Nusselt.
L’analogia di Reynolds. L’analogia di Chilton-Colburn. Cenni agli effetti della turbolenza. Esercizi
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Scambio termico convettivo all’esterno di corpi solidi. Lastra piana: metodo di Blasius per la
soluzione del problema dinamico in regime laminare. Soluzione del problema termico e di scambio
di massa (regime laminare). Coefficienti locali e medi. Il caso dei metalli liquidi
Scambio termico convettivo all’esterno di corpi solidi: regime turbolento. Lastra piana (con
trattazione del regime misto), convezione esterna ad un cilindro, convezione esterna ad una sfera. Il
caso dei fasci tubieri. Esercizi.
)OXVVLLQWHUQL
Convezione in condotti. Il condotto cilindrico in regime laminare: flusso completamente sviluppato
e flusso termicamente sviluppato. Le condizioni a temperatura ed a flusso termico uniforme. I
profili di temperatura longitudinali.
I profili di velocità e di temperatura radiali. Soluzione del problema laminare. Il problema della
regione d’ingresso. Il regime turbolento: la correlazione di Dittus Boelter. Uso delle analogie.
Condotti a sezione non cilindrica. Esercizi
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Equazioni e adimensionalizzazione del problema. Soluzione del caso laminare per lastra piana
verticale. Effetto della turbolenza. Lastra piana orizzontale. Cilindro orizzontale. Canali verticali ed
inclinati. La convezione mista. Convezione naturale e trasporto di massa.
