73710 - FISICA TECNICA AMBIENTALE

Scheda insegnamento

  • Docente Massimo Garai

  • Crediti formativi 9

  • SSD ING-IND/11

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza

  • Lingua di insegnamento Italiano

  • Orario delle lezioni dal 18/09/2018 al 17/12/2018

Anno Accademico 2018/2019

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.

Programma/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, J.M. Cimbala, R.H. Turner, Elementi di Fisica Tecnica, McGraw-Hill, Milano, 1a ed. (2017). (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. Un tutor sarà disponibile fuori dall'orario delle lezioni per chiarimenti ed integrazioni.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Due prove parziali scritte alla fine delle lezioni (raccomandate) ed una prova orale finale.

Prove parziali scritte in itinere

Ogni prova scritta parziale copre una delle due parti dell'insegnamento: Termodinamica; Trasmissione del Calore.

Ogni prova scritta parziale permette di ottenere un punteggio massimo di 30 punti.

La singola prova parziale scritta si intende superata se si ottiene il punteggio minimo di 18 punti.

I punteggi ottenuti nelle prove parziali scritte e restano validi a tempo indefinito (non hanno scadenza).

Il superamento di una prova parziale scritta comporta l'esonero della corrispondente parte di programma in sede di esame orale finale.

I punteggi parziali delle due prove scritte parziali vengono mediati aritmeticamente tra loro.

Se alla fine di tutte le prove scritte risulta un punteggio medio compreso tra 18 e 24, estremi inclusi, il voto medio ottenuto, arrotondato all'intero più vicino, a richiesta dello studente può essere verbalizzato direttamente in occasione di un appello d'esame orale ufficiale.

Se risulta un punteggio medio superiore a 24, lo studente ha facoltà  di accedere all'orale per tentare di migliorare il voto finale.

Chi non ha sostenuto una o più prove parziali scritte deve obbligatoriamente sostenere un numero corrispondente di prove scritte a tempo in occasione di un appello d'esame ufficiale prima di accedere eventualmente all'orale finale.

Per le prove parziali scritte ogni studente deve essere munito di penna e calcolatrice tascabile. Ogni altro strumento o testo scritto è vietato.

Le prove parziali scritte si tengono una sola volta per anno accademico, subito dopo la fine delle lezioni. Le date esatte sono concordate con gli studenti a lezione.

Prova orale

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 dovranno rispondere sia a domande che vertono sui principi e sui metodi (nel linguaggio comune "domande di teoria") sia a domande che prevedono la soluzione di un problema numerico del tipo di quelli affrontati durante le ore di esercitazione che affiancano le lezioni teoriche (nel linguaggio comune "esercizi"). Questo serve a verificare la capacità  di applicare gli strumenti acquisiti per modellare una data situazione, calcolare i risultati voluti ed interpretarli.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore per PC, lavagna luminosa.

Link ad altre eventuali informazioni

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

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Massimo Garai