Fisica Tecnica Industriale 2 2012/2013

Fisica Tecnica Industriale 2 (9 CFU) 2012-2013

Termodinamica

Termometria. Teorema dell’aumento di entropia e sorgenti entropiche. Lavoro meccanico: sistemi chiusi e aperti, trasformazioni irreversibili. Pompe di calore. Sistema aperto con più correnti entranti e uscenti. Coefficienti calorimetrici. Energia ed entalpia libera. Equazioni di Maxwell. Passaggi di stato. Exergia per sistemi chiusi e aperti. Diagramma Exergia-Entalpia. Teorema di Gouy e Stodola. Gas reali. Equazione del viriale. Equazione degli stati corrispondenti e generalizzato. Equazione di van Deer Waals e altre. Funzioni termodinamiche per gas reali. Benessere ambientale e impianti di climatizzazione ad aria. Impianti motore: Diesel, a combustione mista, Stirling, Joule con scambiatore e con compressione isoterma, Ericson. Confronti. Impianti a vapore. Cicli binari. Cogenerazione e trigenerazione. Impianti Magneto-Idro-Dinamici, chiusi e aperti. Generatori termoelettrici. Rendimento, potenza, figura di merito. Impianti frigoriferi. Criteri generali di progettazione. Camera flash, con eiettore, ad aria, per aerei. Impianti di liquefazione dei gas. Cicli ad assorbimento: frigorifero e pompa di calore. Impianti frigoriferi termoelettrici. Effetto frigorifero e rendimento, fattore di irreversibilità, ottimizzazione dei parametri. Applicazioni del secondo principio della Termodinamica.

Termofluidodinamica

Linee di flusso: corrente, traiettorie e fumo. Esempi numerici. Moto laminare e turbolento. Moto tra pareti parallele e di Couette. Perdite di carico: distribuite e concentrate. Moti stazionari e scarico da serbatoi. Equazione di Eulero. Moti non stazionari e tempi di svuotamento di serbatoi. Misura di viscosità. Metanodotto: incomprimibile, isotermo, adiabatico e con scambio di calore. Camino: isotermo e con scambio di calore. Moto comprimibile, onde di pressione e velocità del suono. Ristagno. Misure di temperatura, pressione e densità al ristagno. Ugelli di efflusso e condotti a sezione variabile con continuità. Equazione di Hugoniot. Tubi di efflusso, velocità e portata. Moti comprimibili in condotti a sezione costante. Moto di Rayleigh, Fanno, isotermo. Moto in convergente e gola, e in convergente e divergente. Moto con compressione dinamica per urto.

Termocinetica

Conduzione termica. Proprietà variabili. Conduzione in mezzi bifase, con generazione del calore in varie geometrie, piastra piana rettangolare. Conduzione in parete permeabile, senza e con calore generato. Conduzione a regime non stazionario in contenitori con e senza capacità termica, parete indefinita e corpo semi-infinito. Equazione generale della conduzione. Variabile di similarità. Conduzione non Fourier. Conduzione transitoria in corpo infinito, saldatura e temperatura interfacciale. Fusione e solidificazione. Irraggiamento termico. Corpi grigi in presenza o meno di gas assorbenti e riflettenti. Irraggiamento con convezione. Convezione termica. Equazione di conservazione della massa e della quantità di moto. Soluzione di Blasius e coefficienti di attrito, senza e con gradiente di pressione. Equazione di conservazione dell’energia. Soluzione di Polhausen per convezione forzata. Convezione naturale. Equazioni di conservazione e soluzione di Polhausen. Analogie.

Testi di riferimento

F. Gori, Lezioni di Termodinamica, Città Studi Edizioni.

F. Kreith, Principi di trasmissione del calore., Liguori Editore.

F.Gori, S.Corasaniti e I. Petracci, Lezioni di Termofluidodinamica, TexMat.

S.Corasaniti e F.Gori, Fisica Tecnica – Esercitazioni, TexMat.