Laboratorio di energetica e impianti

Obiettivi

Acquisire la conoscenza dei a) principi fondamentali della Termodinamica, b) dei principali meccanismi di trasmissione del calore;c) principi fondamentali dell’acustica. Per tutti e tre i punti citati, si pone come obiettivo fondamentale l’acquisizione delle conoscenze necessarie per applicare i principi di base a sistemi industriali e civili ed interesse ambientale

Contenuti dell’insegnamento

TERMODINAMICA.
Introduzione al corso e definizioni.
Sistemi Termodinamici. Sistemi chiusi e sistemi aperti.
Primo Principio: Primo Principio per trasformazioni cicliche; calori specifici, conservazione della massa.
Trasformazioni termodinamiche . Diagrammi termodinamici. Vapori saturi. Gas ideali: generalità; equazione di stato; trasformazioni dei gas ideali. Sostanze pure: generalità; diagrammi (p,v,T), (p,T) e (p,v); proprietà termodinamiche. miscele d’aria e vapr d’acqua
Secondo Principio: enunciati; reversibilità ed irreversibilità; Ciclo di Carnot cicli termodinamici reversibili; entropia.
Cicli a gas: Benzina, Diesel Brayton
Cicli termodinamici a vapore: ciclo di Rankine; ciclo frigorifero.
Psicometria e applicazioni psicrometriche

TRASMISSIONE DEL CALORE.
Modalità di scambio termico. Generalità e definizioni.
Conduzione. La legge di Fourier. Conducibilità termica. L’equazione di Fourier. Conduzione stazionaria senza generazione di calore. Analogia elettrotermica, conduzione transitoria a parametri concentrati
Convezione. Generalità. Convezione forzata, naturale e mista. Cenni di analisi dimensionale. Convezione forzata: casi particolari. Convezione naturale e mista: casi particolari.
Trasmittanza di una parete e coefficiente globale di scambio termico. Scambiatori di calore

Irraggiamento. Generalità. Definizioni. Grandezze fondamentali. Radiazione del corpo nero. Leggi fondamentali dell’irraggiamento.
Applicazioni tecniche. Generalità. Conduzione e convezione.
Isolamento termico.
Confort termico; metabolismo; abbigliamento, scambi termici alla superficie corporea, PMV,PPD, disconfort locali
ACUSTICA
Il suono, le frequenze, operazioni in acustica
propagazione in campo aperto e chiuso (fonoisolanza e fonoassorbenza)
acustica psicofisica,
legislazione per luoghi di lavoro, ambienti esterni e residenziali interni

Prerequisiti

Gli studenti devono conoscere i concetti fondamentali dell’Analisi. Limiti, derivate ed integrali. Studi di funzione.
E’ indispensabile che gli studenti possiedano le nozioni elementari di Matematica, Algebra e Geometria (trigonometria, logaritmi, equazioni algebriche, etc.)
Nozioni di base sulle equazioni differenziali.
Gli studenti devono conscere i concetti e grandezze fondamentali della Meccanica: forza, lavoro, energia potenza;. Unità di misura e loro utilizzo nei calcoli, con particolare riguardo ai diversi sistemi di unità di misura e alle conversioni fra sistemi.

Testi e bibliografia di riferimento

M.J. Moran, H.N. Shapiro,D.D:Boettner, M.B: Bailey, B.R. Munson, D.P. DeWitt Elementi di Fisica Tecnica per l’ingegneria
seconda Edizione italiana McGraw Hill 2022
Copia delle slide per lezioni disponibile su piattaforma TEAMS

Metodi e strumenti didattici

Lezioni e esercitazioni in aula

Modalità di verifica e valutazione dell’apprendimento

esame scritto su proprietà termodinamiche dei fluidi e esame orale su tutto il programma

Altre informazioni

si comprendono i concetti di energia, di risparmio energetiico con particolare riferimento al’ambinte, all’iindustria e alla edilizia