31393 - MOTO DEI FLUIDI E TERMOCINETICA T

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente al termine del corso conosce le nozioni e le metodologie di base della fluidodinamica e della trasmissione del calore, è in grado di comprendere e affrontare problemi relativi al moto dei fluidi e dello scambio termico, con particolare attenzione alle applicazioni ingegneristiche in ambito energetico.

Contenuti

Fluidodinamica

Definizioni elementari. Moto laminare e moto turbolento. Strato limite dinamico. Viscosità. Fluidi newtoniani e non newtoniani. Tensioni in un fluido in moto. Derivata locale e derivata sostanziale. Equazione di continuità. Equazione vettoriale di Navier. Moto laminare completamente sviluppato con densità costante entro un condotto piano parallelo o entro un tubo circolare. Moto di un fluido con densità costante intorno a un cilindro o a una sfera, coefficiente di trascinamento. Equazione integrale di bilancio dell'energia meccanica. Prevalenza. Perdite di carico. Fattore di attrito. Diagramma di Moody. Perdite di carico concentrate. Pressione effettiva. Misure di velocità e di portata.

Conduzione termica

Legge di Fourier. Equazione di Fourier. Casi semplici di conduzione stazionaria in geometria piana, cilindrica e sferica. Resistenza termica, resistenze termiche in serie e in parallelo. Cenno alla conduzione non stazionaria monodimensionale (equazione del calore). Esempio di conduzione stazionaria con generazione uniforme, in geometria cilindrica. Misura della conducibilità termica.

Convezione termica

Distinzione fra convezione forzata, naturale e mista. Equazioni fondamentali del moto non isotermo. Approssimazione di Boussinesq. Coefficiente di convezione e numero di Nusselt (Nu). Adimensionalizzazione delle equazioni. Numero di Reynolds (Re), numero di Grashof (Gr), numero di Prandtl (Pr). Relazione Nu = Nu (Re,Gr,Pr) in convezione mista. Strato limite termico. Convezione forzata: dipendenza Nu = Nu (Re,Pr), casi particolari, esempi. Convezione naturale: dipendenza Nu = Nu (Gr,Pr), casi particolari, esempi.

Irraggiamento termico

Definizioni. Cavità isoterma e corpo nero. Leggi di Kirchhoff, di Stefan Boltzmann, di Planck, del regresso di Wien, di Lambert. Corpo grigio. Scambi di energia per irraggiamento fra corpi neri e grigi. Fattori di forma. Cenno ai corpi non grigi. Coefficiente di irraggiamento.

Problemi composti di scambio termico

Coefficiente di adduzione. Resistenza termica globale e coefficiente globale di scambio termico. Esempi in geometria piana e in geometria cilindrica. Scambiatori di calore: diagrammi delle temperature e differenza di temperatura media logaritmica per scambiatori a tubi coassiali; altri tipi di scambiatori; differenza di temperatura efficace; efficienza di uno scambiatore; esempi di dimensionamento e verifica di scambiatori di calore.

Testi/Bibliografia

 

 

1) S. LAZZARI, B. PULVIRENTI, E. ROSSI DI SCHIO: “Esercizi risolti di Termodinamica, Moto dei Fluidi e Termocinetica” (Esculapio, Bologna, 2006).

per approfondire:

SCHAUM 38 Fluidodinamica by W.F.HUGHES - J.A.BRIGHTON, 1985, 100 FLUID DINAMICS EXERCISES WITH SOLUTIONS;

Y.A. Cengel, Termodinamica e trasmissione del calore - Quarta edizione, McGraw-Hill.

Metodi didattici

Lezioni teoriche in aula con l'ausilio di videoproiettore o lavagna luminosa; simulazioni di CFD per alcune tematiche; esercitazioni pratiche in aula; discussioni collettive in aula; misure eseguite in laboratorio.

In considerazione delle tipologie di attività e metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede lo svolgimento di tutti gli studenti dei Moduli 1 e 2 in modalità e-learning [https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio]. Indicazioni su date e modalità di frequenza del Modulo 3 sono consultabili nella apposita sezione del sito web di corso di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione tiene conto congiuntamente del livello di conoscenze e competenze acquisite dallo studente relativamente a tutti i contenuti sopra illustrati. La verifica dell'apprendimento consiste in una prova scritta,  comprendente sia domande di teoria sia lo svolgimento di esercizi.

VERBALIZZAZIONE: dal momento della pubblicazione dei risultati della prova su Almaesami gli studenti hanno 3 giorni per rifiutare il voto (è sufficiente mandare una mail con esplicita richiesta di rifiuto a eugenia.rossidischio@unibo.it). Il rifiuto del voto
cancella il risultato della prova. La verbalizzazione del voto del C.I.
avviene in automantico e verrà effettuata solo a patto che lo studente abbia sostenuto con esito sufficiente entrambi i moduli che
compongono il C.I.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Eugenia Rossi di Schio