Corsidilau rea.Torino
Anno:perio do3: I Lezioni. esercitazioni,laboratori:4+4 (oresettimanali):62+48+ lO(nell'interoperiodo) Docente:Carla Lombardi
Ilcorsoè finalizzato:
I. allostudio delle varie modalitàdelle conversioni term odinarnìchedirettaedinversa nonchéallo studiotermodinamico dell'ariaumida connessoalcondizionamento dell' aria ;
2. all'esa me delle circos tanze delmotodei fluidicomprimibili ed incomprimibili ed al proporzionament odelleretididistr ibuzionedell'aria edei condo tti;
3. allostudio delle varie modalit àdiscambio termi cononchédegli ambientiedelle apparecchiature neiquali siattua lo scambio termico;
4. alla valuta zionedelfenomen oacusticoin rela zion ead interventidi fono assorbi -mento e fonoisolamento.
REQ UISITI. Analisi matematicaJe 2,FisicaJe 2.
PROGRAMMA Termodinamica
Definizionedisistema. Trasforma zionireversibili ed irreversibili . Lavoroecalore.
Primo principi odella term odin ami ca : sistemichiusi in quiete,in moto, sistemi aperti. Energiainterna ed entalpi a.
Second oprincipi odell atermodin am ica eprincipaliteorem i che ne conseg uono. Scala tenn odin ami cadelletemp erature . Relazione diClausius, Entropia. Diseguaglianzadi • Clausiusper trasformazioni irreversibili . Accre scimentodell'entropia. Potenziali ter-modinamici. Primo princip io in forma meccanica; equazione di Bernoulli generaliz-zata. Defini zionedienergia di una form a di energia. Irrever sib ilità e lavoro perduto.
Rend iment odelIlordi ne. 110ore]
Gas idea lieloroprop riet à. Rappresent azion i grafic he delle tra sform azioni. Trasfor -mazioni politropiche e propri et àdei cicl i di 4politropich e. Trasformazione isoental-piea. Cicli diretti per igas . Ciclirigen erativi e ciclo inver soper i gas. Gasreali ed effetto JouleThom son . 18ore]
Prop rietàdei vapor i. Diagramm adiMoll ier delvapor d'acqu a. CicloRankine e ciclo Hirn. Rigenerazione. Cicli inversiper ivaporielororappr esent azionepiùappropriata.
[5ore]
Psicrometri a. Titolo edentalpia dell'ariaumida. Diagramm adi Mollierdell'aria umida.
Trasforma zioni . Condizionamento estivoeinvernal e. [6 ore]
Motodei fluidi
Rich iam i sui tipidi motodi un fluido. Gradodi turbolenza edinten sitàdi turbolenza . Equazionedi Bern oulli . Concett odi caricoedi perdita di carico . Espressione perd ite dicarico permoto lam inare eturbolent o. Diagramm adi Moody. Perdite conce ntrate.
Impiantidi ventilazione delle gallerie:tipologiedi impiant o edesempio di calcolo. [6 ore]
Trasmissione delcalore
Conduzio ne,convezioneeirraggiament o. Legge di Fourieredequazio ne della co ndu-zione. Scambi oterm icoliminare. Conduzio nestazionaria . Paretepian arnono-e mul-tistratocon diverse condizionialcontorno. Coefficienteglobale di scambio termico.
1995/96DL R(amb) 103
Analogia elettri ca . Utilizzo delle superfici aletta te. Tipi di alette . Aletta piana a sezione costant e. Efficienza diun'aletta edi unsistema alettato . Resisten zatermicadi contatto. Paret epiana congenerazio ne intern adi calore. Conduzionebidimen sionale: soluzione analiti caingeome tria piana. Condu zionenonstazionaria: corpo a conduci-bilità infinita. Metodinumericiperla soluzio ne deiproblemidiconduzione. [IOore]
Convezione naturale e forzata. Coefficiente di scambio term ico conve ttivo :ana lisi dimensionale edanalogia di Reynold s. Param etr i admensionalicaratter istici. [2 ore)
Scambio termi coradiativo: corpo neroesue proprietà ; scambio trasuperfici nere e fat-tori di forma; superficigrigie;scambio trasuperficigrig ie. [4ore)
Scambiatoridi calore. 120rel Acustica
Fenomeno acu stico. Defini zion edelle grandezze acu stiche. Suonipuri e suoni com -plessi. Equazionidell' onda acustica. Solu zioninel casodionda pianaediondasferica.
Sorgenti reali. Psicoacustica. Audiog ramma normale. Livelli sonor i. Fen omeno del mascherament o. Scale disensazione. Disturbo e danno. Fon ometro. Fenomen i che accompagnanolapropagazione . Camp olibero e campo riverberato. Tempodi riverbe -razione. Propriet à fonoassorbent idei materi ali. Attenuazioneacustica : legge della massaeleggedellafrequ en za. Frequ en zedi risonanza edi coincid enza . Pannelli mul-tistrato. [9 ore ]
ESERCITAZIONI
Analisidimen sionale,sistemi di unitàdi misura,conversioni. EserciziI e IIprincipio, sistemi chiusiedaperti. Esercizi sull'entropia. Esercizisuexergia , lavoroidealedi una trasform azione,lavoroperd uto. [7ore)
Esercizisuigas ideali. Esercitazi one ciclo Joule:rappresentazione ciclo ideale in dia-grammi(p,v)e(T,s);calcololavoricalori erendiment o; ciclo reale;ciclocon compres-sione frazionata (2 stadi) e imer -refri ger ata. Ciclocon rigenera zione. Rendimenti . exergeti cidi compressioni edespansioni. Eserciz igenericisuicicli agas. [8 ore]
Richiami cicl o Rank ine-H irn , Esercitazione ciclo Rank ine-Hirn: ciclo ideal e, ciclo reale,ciclo realeconspillamenti rigenerati vi. Usodeldiagrammadi Mollierdel vapor d'acqua edelletabelledellepropri etàdell' acqu a. Calcolodeirendimenti globali del I.e del 2.ordi ne di un impiant o avapore. Perdite alcami noe port ata dicombustib ile.
CicloinversoavaporeconR-12. Tracciamentocicloideale sul diagramm ap-heT-s.
CicloinversoavaporeconR-12. Calcolo etracciamento ciclo reale sul diagramm ap-h eT-s. Calcolodelleirreversibilitàe delrendim ent o exerge tico. Uso delletabelledelle proprietàdell'R-12 . Equazio ne diClapeyro n. 16orci
Esercizi dipsicrometria:rniscelazione,riscaldament osensibile. Usodeldiagramm adi Mollier edel diagramma AS HRAE per l'ariaumida. Esercizi di psicrom etr ia applica ti al condi zionamentodell'aria. Problem adell o sma ltiment odel calore alconde nsatore.
Incremento della temperatura del corso d'acqu a. Relazione tra taglia massima dell'impiantoe portat aminimadelfiume. Torre evaporativa: bilanciofluidodin ami coe termicodi una torre atiraggionaturale. Eserciziodi psicrornetri a applicataauna torre a tiraggionatural e. [5ore)
Trattazion e semplifica ta dei caminiconfluido incomprimibile. Eserc izi di moto dei fluidi: calcolodellacadutadi pressioneperattrito continuo e locali zzato. Applica zione
dell'equazionedi Bernoull i. [4 ore). '
104 Corsi dilaurea,Torino
Conduzione incilindrocavoconcondizionial contorno ditemp eratura imposta edi sca mbio termico con un fluido: teoria edesercizio. Spessore critico dell 'isolant e.
Esercizidi conduzionestazio nariacon e senza generazione interna di calore . Cond u-zionecon generazio ne insimmetria cilindrica. Aletta anulare. Raffreddamento di un corpoa conducibilitàinfinita:esercizio. [4ore]
Esercizi scambio termico convettivo forza toe naturale. Eserciziodi convezio nemista su piastra verticale. [2 ore]
Esercizidiscambiotermico radiativo concorpi neri. lrraggiamento fra tre corpi grigi:
metododell'analogia elettrica;esercizi con corpi grigi. [2ore)
Scambiatori di calore:esercizi di applicazionedelmetodo delta-Tlm;fattori di tempera -turaperscambiatoricongeometrie dideflusso varie. 11 metodo NUT;significa tofisico dei parametri. Eserciziapplicativi. Tipi di scambiatori. [4ore]
LABOR ATORIO
Misurepsicrometriche:psicrometro di Assmann.
Taraturadi unatermocoppia.
Misurefonometriche.
BIBLIOGRAFIA
Testidiriferimento:
C. Boffa,P.Gregorio,Elementi di fisicatecnica.Vol.2.,Levrotto& Bella,Torino A.CavaIlini,L.Mattarolo, Termodinamica applicata.CLEUP, Padova.
C. Codegone,Acustica architettonica.
P. Gregorio,Esercizi di fisica tecnica, Levrotto& Bella,Torino.
P.Anglesio,M.CaB, G.V.Fracastoro,Esercitazionidi fisica tecnica,CELID ,Torino .
Testi ausiliari:
F.Kreith,Principi ditrasmissione del calore,Liguori, Napoli.
l.Barducci,Acusticaapplicata,ESA, Milano. ESAME
L'esame consiste inuncompitoscritto in cuiverràrichiesta la soluzionedi alcuni eser-cizi del generedi quelli svoltiadesercitazioneedin un'interrogazione. 11risultato dello scrittoèdeterminante per l'amm issione all'esameorale.
1995/96DL R(amb) 105