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    Furio CASCETTA

    Insegnamento di FISICA TECNICA

    Corso di laurea in INGEGNERIA CIVILE - EDILE - AMBIENTALE

    SSD: ING-IND/11

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    1. Termodinamica applicata
    2. Applicazioni di termodinamica: cicli diretti ed inversi
    3. Applicazioni di termodinamica: Aria umida
    4. Trasmissione del calore: conduzione, irraggiamento, convezione, meccanismi combinati

    Testi di riferimento

     Testo: A. Cesarano, P. Mazzei: Elementi di termodinamica applicata, Liguori Editore, Napoli, 1987.

    Testo: A. Carotenuto, F. Cascetta, A. Cesarano, O. Manca: Esercitazioni di termodinamica, Ed. CUEN, Napoli, 1988.

    Testo: R. Mastrullo, P. Mazzei, R. Vanoli: Termodinamica per ingegneri-Applicazioni, Liguori Editore, Napoli, 1996.

    Testo:A. Carotenuto, F. Cascetta, A. Cesarano, O. Manca: Elementi di trasmissione del calore, Ed. EDISU, Napoli, 1992.

     Testo:Cascetta F., Musto M., Rotondo G.: Applicazioni numeriche di trasmissione del calore, Aracne Editrice, Roma, 2010.

    Obiettivi formativi

    L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le nozioni di base relative ai concetti di termodinamica applicata e di trasmissione del calore.
    Al termine dell'insegnamento, lo studente deve:
    1) conoscere, saper descrivere e risolvere semplici casi applicativi di termodinamica, basati fondamentalmente sui bilanci di massa, di energia e di entropia;
    2) possedere capacità di comprensione nella lettura e studio di libri di testo specialistici e riviste nel settore della termodinamica applicata e della trasmissione del calore;
    3) essere capace di applicare le conoscenze acquisite e le capacità di comprensione in maniera tale da dimostrare un approccio professionale; possedere le competenze adeguate per individuare e risolvere problematiche di inerenti la termodinamica applicata (bilanci di massa, energia ed entropia) e la trasmissione del calore (calcolo delle potenze termiche trasmesse in conduzione, convezione e irraggiamento);

    Prerequisiti

    Lo studente deve conoscere gli elementi fondamentali di Analisi matematica e di Fisica;
    Deve conoscere i principi elementari della meccanica.

    Metodologie didattiche

    Le lezioni frontali e le esercitazioni sono tenute dal docente ufficiale; i moduli didattici sono tipicamente articolati in 2 ore (120 min).
    Le esercitazioni numeriche sono previste su tutti gli argomenti trattati e sono parte integrante del corso e sono svolte nell'orario assegnato all'insegnamento.

    Metodi di valutazione

    L'esame si compone di due parti: una prova scritta (selettiva), superato la prova scritta è previsto un colloquio orale per la valutazione finale.
    Le prove scritte sono fissate con cadenza pressocché mensile (ad esclusione della pausa estiva).
    Sia la prova scritta che quella orale vertono su:
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Fondamenti di Termodinamica applicata' (vedi programma)
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Applicazioni di termodinamica: Ciclo Rankine' (vedi programma)
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Applicazione di termodinamica: Aria umida' (vedi programma)
    - verifica dell'apprendimento di un argomento nell'ambito della parte 'Elementi di trasmissione del calore' (vedi programma)

    Altre informazioni

    Il docente è disponibile, nell'orario di ricevimento o via email (Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.), a fornire materiale didattico di supporto ai testi ufficiali per eventuali approfondimenti.

    Programma del corso

    1. Termodinamica applicata

    Concetti e definizioni di base. Equazioni di bilancio di massa, energia ed entropia per sistemi chiusi e sistemi aperti (prima e seconda legge della termodinamica per sistemi chiusi e sistemi aperti). Alcune conseguenze della prima e seconda legge. Termodinamica degli stati. Prinicpi di conversione dell'energia. Macchina termica a ciclo diretto e inverso

    2. Applicazioni di termodinamica

    Introduzione ai componenti ed ai sistemi termodinamici. Generalità sulle macchine a fluido dinamiche. Turbina a vapore e turbina a gas. Pompa. Compressore. Scambiatori di calore. Valvola di laminazione. Impianto motore a vapore: ciclo endoreversibile di Rankine; rendimento termodinamico e metodi per il suo miglioramento. Impianti operatori a vapore: impianti frigoriferi e a pompa di calore.

    3. Aria umida

    Generalità e definizioni. Proprietà e trasformazioni fondamentali: bilanci di energia e di massa. Diagramma psicrometrico. Semplice riscaldamento e raffreddamento. Mescolamento adiabatico. Raffreddamento con deumidificazione. Riscaldamento ed umidificazione. Umidificazione adiabatica.

    4. Trasmissione del calore

    Introduzione e generalità. Conduzione in lastra piana indefinita. Parete serie e parete parallelo. Profili di temperatura. Conduzione in simmetria cilindrica. Irraggiamento: leggi fondamentali, coefficienti di assorbimento, riflessione e trasmissione. Superfici reali ed ideali. Fattore di configurazione. Bilanci di energia nello scambio termico radiativo. Convezione: concetti fondamentali, convezione naturale e forzata; correlazioni dimensionali nella convenzione. Meccanismi combinati di trasmissione del calore.

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    Contents
    Introduction and fundamentals of thermodynamics
    First and second laws of thermodynamics
    Energetic analysis for closed and open systems
    The heat engine cycle
    Properties of fluids and mixtures
    Steam cycles
    Refrigeration and heat pumps
    Psychrometry and air conditioning
    Heat transfer: conduction, radiation and convection (natural and forced)

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