Transcript Fisica tecnica

Classe delle lauree in:
Ingegneria Industriale (L9)
Tipo di attività
formativa:
Caratterizzante/affine/ba
se
Titolo
dell’insegnamento:
Fisica Tecnica
Ambito disciplinare:
-------------------Codice
dell’insegnamento:
Corso di laurea in:
Ingegneria Gestionale
Settore scientifico
disciplinare: ING-IND/10
CFU:
6
Tipo di insegnamento:
obbligatorio
ARTICOLAZIONE IN TIPOLOGIE DIDATTICHE:
Il corso comprende 60 ore suddivise in 36 ore di lezioni teoriche (4.5 CFU) e 24 ore di esercitazioni
numeriche (1.5 CFU).
CONOSCENZE PRELIMINARI:
Concetti basilari di Analisi Matematica, di Geometria e Algebra e di Fisica generale.
OBIETTIVI FORMATIVI:
Fornire, attraverso la conoscenza dei principi della termodinamica e delle leggi della trasmissione del calore,
una base metodologica per analizzare e gestire i comportamenti di un sistema termodinamico interagente
con l’ambiente esterno con scambi di massa e di energia.
PROGRAMMA:
Termodinamica di base: Sistemi termodinamici chiusi e aperti. Proprietà termostatiche ed equilibrio
termodinamico. Trasformazioni termodinamiche. Principio zero e 1° della termodinamica. Superficie di stato
p-v-T delle sostanze pure. Tabelle delle proprietà e diagrammi di stato. Modello dei gas perfetti e quello delle
sostanze incompressibili. 2° principio della Termodinamica e l’entropia. Diagrammi di stato (T, s) e (h, s).
Equazione dell’energia meccanica per i sistemi aperti stazionari. Rendimenti isentropici.
Cicli termodinamici diretti e inversi: ciclo Rankine, ciclo Joule-Brayton, ciclo Otto, ciclo Diesel, ciclo
frigorifero a compressione di vapore.
Psicrometria: Aria umida, umidità assoluta e relativa, temperatura di rugiada e di bulbo umido. Diagramma
psicrometrico. Trasformazioni elementari dell’aria umida. Cicli di condizionamento.
Trasmissione del calore: Conduzione termica in regime stazionario monodimensionale: parete piana, parete
cilindrica, pareti composte. Convezione termica naturale e forzata: parametri adimensionali ed equazioni di
correlazione. Irraggiamento: corpo nero, corpi grigi, radiazione solare e atmosferica, scambio termico tra
corpi neri e tra corpi grigi. Meccanismi combinati di scambio termico. Scambiatori di calore
METODI DI INSEGNAMENTO:
Lezioni ed esercitazioni in aula impartite alla lavagna con metodo tradizionale, tutoraggio in forma di
assistenza individuale.
CONOSCENZE E ABILITÀ ATTESE:
Saper applicare correttamente i principi della termodinamica ai sistemi chiusi e aperti. Saper analizzare i
principali cicli termodinamici e saper impostare e risolvere semplici problemi di trasmissione del calore.
SUPPORTI ALLA DIDATTICA:
Dispense online e forum reperibili sul sito climeg.poliba.it, esercizi, diagrammi e altro su:
fisicatecnica.altervista.org
CONTROLLO DELL’APPRENDIMENTO E MODALITÀ D’ESAME:
Esame scritto sulla parte esercitativa e colloquio finale.
TESTI DI RIFERIMENTO PRINCIPALI:
1. Y. A. Çengel: Termodinamica e trasmissione del calore, IV ed. - McGraw Hill
2. A. Cavallini, L. Mattarolo: "Termodinamica Applicata", Cleup, Padova.
ULTERIORI TESTI SUGGERITI
1) G. Alfano, V. Betta: Fisica Tecnica - Liguori
2) F. Kreith: Principi di trasmissione del calore - Liguori
Degree class:
Industrial engineering
Type of course
Title of the course:
Applied
Thermodynamics
and Heat Transfer
LECTURER:
Disciplinary area:
Code:
First level (three year) degree:
Management Engineering
Scientific Discipline Sector:
ING-IND/10
ECTS Credits:
6
Type of course:
HOURS OF INSTRUCTION
Class lectures (4.5 ECTS Credit - 36 hours) and Class exercises (1.5 ECTS Credit – 24 hours). .
PREREQUISITES:
Basic concepts of Calculus, Geometry and Algebra and of General Physics.
AIMS:
To supply the students, through the kwnowing of the laws of Thermodynamics and of the laws of Heat
Transfer, with a methodological basis in order to analyze the behaviour of a thermodynamic system.
PROGRAMME:
Thermodynamics: Thermodynamic systems (closed systems and open systems). Thermodynamic
properties, thermodynamic equilibrium and thermodynamic processes. Zeroth and First laws of
thermodynamics. The p-v-T surface of a pure substance. Property tables and property diagrams. The idealgas model and the incompressibile substances model. The Second law of thermodynamics and entropy. (T,
s) diagram and (h, s) diagram. Steady-flow work equation. Isentropic efficiencies.
Power and Refrigeration cycles: Rankine cycle, Joule-Brayton cycle, Otto cycle, Diesel cycle, Vaporcompression refrigeration cycle.
Psychrometry: Humid air, absolute and relative humidity, dew point and wet bulb temperature.
Psychrometric chart. Elemetary transformation of humid air. Air conditioning cycles.
Heat Transfer: Steady heat conduction (plane wall, cylindrical wall, spherical wall, multilayer walls). Forced
and natural convection: dimensionless numbers, empirical correlations. Thermal radiation: black body, gray
surface, atmospheric and solar radiation, radiation heat transfer between black bodies and between gray
surfaces. Combined mechanisms of heat transfer.
TEACHING METHODS:
Lectures given in conventional manner, personal tutorage.
EXPECTED OUTCOME AND SKILL:
At the end of the course, a successful student should have aquired a good ability to approach and to solve
simple thermodynamic
problems, to analyze the main thermodynamic cycles and to solve simple heat transfer problems.
TEACHING AIDS:
Online
supporting
materials
at
climeg.poliba.it,
additional
exercises,
fisicatecnica.altervista.org
EXAMINATION METHOD:
Written examination for the application part and oral examination for theory
BIBLIOGRAPHY:
1.
Y. A. Çengel: Termodinamica e trasmissione del calore, IV ed. - McGraw Hill
2.
A. Cavallini, L. Mattarolo: "Termodinamica Applicata", Cleup, Padova.
FURTHER BIBLIOGRAPHY:
1) G. Alfano, V. Betta: Fisica Tecnica - Liguori
2) F. Kreith: Principi di trasmissione del calore - Liguori
diagrams
etc.,
at