- Docente: Enzo Zanchini
- Crediti formativi: 6
- SSD: ING-IND/10
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea in Ingegneria energetica (cod. 0924)
Conoscenze e abilità da conseguire
Conoscenze sulla meccanica dei fluidi, sulla conduzione e sulla convezione termica, sull'irraggiamento, sulle misure termofluidodinamiche.
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) E. ZANCHINI: DISPENSA DI MOTO DEI FLUIDI E TERMOCINETICA L, PER INGEGNERIA ENERGETICA.
La dispensa è disponibile presso la Biblioteca della Facoltà di Ingegneria.
2) S. LAZZARI, B. PULVIRENTI, E. ROSSI DI SCHIO: “Esercizi risolti di Termodinamica, Moto dei Fluidi e Termocinetica” (Esculapio, Bologna, 2006)
Metodi didattici
Lezioni teoriche in aula con l'ausilio di videoproiettore o lavagna
luminosa; esercitazioni pratiche in aula; discussioni collettive in
aula; misure eseguite in laboratorio.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento consiste in un esame orale, che comprende una domanda di teoria e lo svolgimento di un esercizio.
Strumenti a supporto della didattica
Strumenti audiovisivi; laboratorio di Termofluidodinamica del
Dipartimento DIENCA, Via Terracini 34
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Enzo Zanchini