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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA DELL'ENERGIA
Insegnamento
FISICA TECNICA (Ult. numero di matricola dispari)
IN12103169, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA DELL'ENERGIA
IN0515, ordinamento 2014/15, A.A. 2017/18
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Curriculum Percorso Comune
Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese APPLIED THERMODYNAMICS AND HEAT TRANSFER
Sito della struttura didattica http://ienie.dii.unipd.it/ingegneria-dell-energia/
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?idnumber=2017-IN0515-000ZZ-2016-IN12103169-DISPARI
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile LORENZO MORO ING-IND/11

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria energetica ING-IND/10 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/09/2017
Fine attività didattiche 19/01/2018
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2019

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
20 A.A. 2018/19 (matricole pari) 01/10/2018 30/11/2019 CAMPANALE MANUELA (Presidente)
MORO LORENZO (Membro Effettivo)
DE CARLI MICHELE (Supplente)
19 A.A. 2018/19 (matricole dispari) 01/10/2018 30/11/2019 MORO LORENZO (Presidente)
CAMPANALE MANUELA (Membro Effettivo)
ROSSETTO LUISA (Supplente)
18 A.A. 2017/18 (matricole pari) 01/10/2017 30/11/2018 CAMPANALE MANUELA (Presidente)
MORO LORENZO (Membro Effettivo)
DI BELLA ANTONINO (Supplente)
17 A.A. 2017/18 (matricole dispari) 01/10/2017 30/11/2018 MORO LORENZO (Presidente)
CAMPANALE MANUELA (Membro Effettivo)
ROSSETTO LUISA (Supplente)
16 A.A. 2016/17 (matricole pari) 01/10/2016 30/11/2017 CAMPANALE MANUELA (Presidente)
DE CARLI MICHELE (Membro Effettivo)
MORO LORENZO (Supplente)
15 A.A. 2016/17 (matricole dispari) 01/10/2016 30/11/2017 DE CARLI MICHELE (Presidente)
CAMPANALE MANUELA (Membro Effettivo)
DI BELLA ANTONINO (Supplente)
EMMI GIUSEPPE (Supplente)
GRACI SAMANTHA (Supplente)
ZARRELLA ANGELO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: E' necessario che lo studente abbia seguito i corsi di Analisi Matematica 1 e Fisica 1 ed in particolare è necessario che conosca bene le equazioni differenziali e gli integrali.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Lo studente dovrà essere in grado di affrontare e risolvere problemi inerenti alla termodinamica e alla trasmissione del calore. In particolare ci si aspetta che alla fine del corso abbia un' ottima conoscenza di tutti i cicli termodinamici spiegati.
Modalita' di esame: L'esame si svolge in forma scritta dura in totale 2 ore e 30 minuti ed è diviso in due parti: esercizio + teoria che hanno lo stesso peso nella votazione finale.
Esercizio: lo studente deve risolvere un problema numerico (ha a disposizione 1 ora e 30 minuti).
Teoria: lo studente deve illustrare tre diversi argomenti, il primo riguarda la parte di termodinamica generale, il secondo i cicli termodinamici ed il terzo la trasmissione del calore (ha a disposizione 1 ora).
Criteri di valutazione: Il voto finale è una media dei 2 voti presi rispettivamente nella teoria e nell'esercizio. Il voto minimo di ogni parte deve essere 16, ma la media dei due voti deve necessariamente essere almeno 18.

ES: voto di teoria 16, voto dell'esercizio 20, l'esame si supera con voto finale 18. Voto di teoria 16, voto dell'esercizio 18, l'esame NON è superato.
Contenuti: Sistemi di unità di misura: unità fondamentali e derivate, sistema Internazionale SI, sistema Tecnico, sistema Anglosassone. Principali fattori di conversione.


TERMODINAMICA

Primo principio della termodinamica: primo principio per sistemi chiusi e per sistemi aperti. Esempi di lavoro per trasformazioni reversibili. Esempi di applicazione del primo principio.

Secondo principio della termodinamica: enunciato di Kelvin e di Clausius. Macchina termica. Rendimento termico. Ciclo di Carnot, teorema di Carnot. Uguaglianza di Clausius e disuguaglianza di Clausius. Entropia.

Gas ideali: equazione di stato. Esperienza di Joule Thompson. Calore specifico del gas ideale. Trasformazioni dei gas ideali: processo isobaro, isocoro, isotermo, adiabatico reversibile. Teoria cinetica dei gas ideali. Entropia del gas ideale. Esempi numerici.

Gas reali: legge degli stati corrispondenti, uso del diagramma del fattore di comprimibilità, equazione di Van der Waals. Esempi numerici.

Sostanze pure: diagrammi di stato. Superfici p-v-T per le sostanze pure. Diagrammi T-v, p-v, p-T. Vapori saturi, titolo del vapore. Vapore surriscaldato e liquido sottoraffreddato. Diagramma di Mollier h-s. Diagramma T-s. Diagramma p-h.

Cicli diretti a vapore: ciclo di Rankine a vapore saturo. Ciclo di Rankine a risurriscaldamento di vapore. Ciclo di Hirn. Cicli rigenerativi. La cogenerazione con impianti a vapore. Esempi numerici.

Cicli diretti a gas: ciclo Otto. Ciclo Diesel. Ciclo Brayton-Joule. Applicazione del ciclo Brayton-Joule ai motori degli aeromobili. Esempi numerici.

Cicli inversi a vapore: ciclo frigorifero e pompa di calore. Ciclo frigorifero a doppia compressione. Ciclo frigorifero a doppia compressione e doppia laminazione. Cicli in cascata. Esempi numerici. Impianti di condizionamento.


TRASMISSIONE DEL CALORE

Conduzione in regime stazionario: il postulato di Fourier, la conduttività termica delle sostanze. Equazione generale della conduzione. Integrazione dell’equazione generale della conduzione per una lastra piana con o senza generazione interna di calore e per lastre piane in serie e in parallelo. Integrazione dell’equazione generale della conduzione per uno strato cilindrico senza generazione interna di calore e per un cilindro con generazione interna di calore. Esempi numerici.

Conduzione in regime non stazionario: corpi a resistenza interna trascurabile. Variazioni periodiche di temperatura. Esempi numerici.

Convezione: convezione forzata e naturale. Deflusso laminare e deflusso turbolento. Strato limite. Numero di Reynolds, numero di Prandtl e numero di Nusselt. Formule pratiche per la convezione forzata. Numero di Grashof e numero di Rayleigh. Formule pratiche per la convezione naturale. Esempi numerici.

Trasmissione globale del calore: coefficiente di scambio termico globale. Scambiatori di calore: tipologie. Profilo delle temperature. Dimensionamento di uno scambiatore di calore a tubi concentrici. Efficienza. Esempi numerici.

Irraggiamento: spettro della radiazione elettromagnetica. La radiazione termica: definizioni. Coefficienti di assorbimento, riflessione e trasparenza. Superfici grigie. Il corpo nero e le sue leggi. Radiazione per superfici non nere, emissività. Leggi di Kirchoff. Scambio termico mutuo radiante. Fattori di forma. Radiazione tra superfici nere. Radiazione tra superfici non nere. Radiazione tra superfici piane parallele e superfici cilindriche coassiali. Esempi numerici.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Le lezioni sono frontali, in aula, alla lavagna. Non sono previsti laboratori.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: TESTI CONSIGLIATI:

Appunti e dispense delle lezioni
A. Cavallini, L. Mattarolo, “Termodinamica Applicata” – CLEUP
C. Bonacina, A. Cavallini, L. Mattarolo, “Trasmissione del Calore” – CLEUP.
M. Campanale “Problemi risolti di Fisica Tecnica” – Edizioni Libreria Progetto. Padova


TESTI PER LA CONSULTAZIONE:

G.F.C. Rogers, Y.R. Mayhew, “Engineering Thermodynamics Work and Heat Transfer”, 4th Ed., Longman, London, 1993.
F.P. Incropera, D.P. De Witt, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”, 5th Ed., Wiley, New York, 2002.
Testi di riferimento:
  • A. Cavallini, L. Mattarolo, Termodinamica Applicata. Padova: CLEUP, --. Cerca nel catalogo
  • C. Bonacina, A. Cavallini, L. Mattarolo, Trasmissione del Calore. Padova: CLEUP, --. Cerca nel catalogo
  • M. Campanale, Problemi risolti di Fisica Tecnica. Padova: Edizioni Libreria Progetto, --. Cerca nel catalogo