73710 - FISICA TECNICA AMBIENTALE

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscere la trasmissione del calore, dell'illuminotecnica e dell'acustica applicate all'edilizia in senso lato, al progetto del nuovo, al recupero ed al restauro.

Contenuti

1. TERMODINAMICA

1.1 Introduzione.
Introduzione alla Termodinamica.
Principio zero della Termodinamica.
Definizione di temperatura e scale di temperatura.

1.2 Primo e secondo principio.
Primo principio della Termodinamica per sistemi chiusi.
Secondo principio della Termodinamica per sistemi chiusi:
enunciati di Kelvin-Planck, di Clausius e loro equivalenza.
Macchine di Carnot.
Irreversibilità  dei fenomeni naturali.
Entropia e lavoro perduto. Temperatura termodinamica.

1.3 Sistemi aperti.
Bilanci di massa per sistemi aperti.
Bilanci di energia per sistemi aperti.
Esempi di interesse applicativo.
Perdite di carico. Formula dei camini.

1.4 Sostanze pure, diagrammi e cicli.
Superficie p-v-T per le sostanze pure. Regola delle fasi di Gibbs.
Vapori saturi. Diagrammi termodinamici.
Ciclo Rankine. Ciclo frigorifero. Pompe di calore.

1.5 Miscele d'aria e vapor d'acqua.
Descrizione delle miscele d'aria e vapor d'acqua.

Trasformazioni psicrometriche.
Cenni di condizionamento ambientale .
Misure di grado igrometrico.

2. TRASMISSIONE DEL CALORE

2.1 Conduzione.

Legge di Fourier. Equazione di Fourier.
Soluzioni in regime stazionario: strato piano, strato cilindrico.
Raggio critico.
Analogia elettrica. Ponti termici.
Misure di conducibilità  termica.
Materiali per l'isolamento termico.

2.2 Convezione.

Coefficiente di convezione.
 Analisi dimensionale e similitudine.
 Convezione forzata, naturale e mista.
 Raffreddamento di un corpo per convezione naturale.
 Strato limite dinamico e termico.

 2.3 Irraggiamento.
 Definizioni di base. Corpi neri e corpi grigi.
 Leggi di Stefan-Boltzmann, di Planck, di Wien, di Lambert, di Kirchhoff.
 Scambio di energia tra superfici completamente affacciate e parzialmente affacciate.
 Irraggiamento solare.

2.4 Contemporanea presenza di diverse modalità  di scambio.
Coefficiente globale di scambio termico.
Scambiatori di calore.

2.5 Termoigrometria.
Bilancio termoigrometrico delle strutture edilizie.
Rischio di formazione di condensa nelle strutture edilizie.
Diagramma di Glaser.

Testi/Bibliografia

Y.A. Çengel, Termodinamica e Trasmissione del calore, McGraw-Hill, Milano, 4^a ed. (2016). (testo adottato)

S. Lazzari, B. Pulvirenti, E. Rossi di Schio, Esercizi risolti di termodinamica, moto dei fluidi e termocinetica, Esculapio, Bologna (2004). (testo consigliato per esercizi aggiuntivi)

V. Corrado, E. Fabrizio, Applicazioni di termofisica dell'edificio e climatizzazione, Ed. CLUT, Torino (2005). (testo consigliato per esercizi aggiuntivi)

A. Magrini, L. Magnani, La progettazione degli impianti di climatizzazione negli edifici, Ed. EPC Libri, Roma, 2a ed. (2010). (testo consigliato per approfondimenti sugli impianti)

Metodi didattici

Durante le lezioni verranno discusse tutte le problematiche indicate nel programma. Le lezioni saranno integrate da esercitazioni numeriche in aula risolte passo per passo che costituiscono parte essenziale del programma.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste di una parte scritta preliminare e di una parte orale.

La prova scritta include sempre la soluzione di un problema numerico del tipo di quelli affrontati durante le ore di esercitazione che affiancano le lezioni teoriche. Questo serve a verificare la capacità di applicare gli strumenti acquisiti per modellare una data situazione, calcolare i risultati voluti ed interpretarli.

Solo chi supera la prova scritta parziale è ammesso all’orale successivo.

 Chi non supera la prova scritta deve ripetere l'intero esame in un appello successivo.

Le domande tendono ad accertare il raggiungimento da parte dello studente dei due obiettivi didattici:

• la piena conoscenza dei concetti teorici presentati a lezione;
• la capacità  di impiegare tali strumenti per risolvere problemi applicativi.

Gli studenti devono preparare in anticipo la loro postazione di lavoro per l'esame on line seguendo le istruzioni disponibli sul sito del docente.

 

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore per PC.

Copia di tutte le slide mostrate a lezione su https://virtuale.unibo.it.

Link ad altre eventuali informazioni

http://acustica.ing.unibo.it/indexfta.html

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Garai