PARTE I - CONDUZIONE TERMICA

 

1. Conduzione termica
  1. Postulato di Fourier. Conducibilità termica.
  2. Equazione differenziale della conduzione in coordinate Cartesiane.
    1. Espressioni semplificate: Fourier, Poisson e Laplace.
  3. Densità, calore specifico (per solidi e liquidi), diffusività termica.
  4. Dimostrazione dell’equazione differenziale della conduzione in coordinate cartesiane

2. Conduzione termica 1D stazionaria Cartesiana

  1. Parete piana con condizioni al contorno del 1° tipo (risoluzione classica e fisica). Esercizio.
  2. Parete piana multi-strato con condizioni al contorno del 1° tipo. Resistenze termiche in serie ed in parallelo. Resistenza termica di contatto (da 10-3 a 10-5 m2 °C/W). Esercizi.
  3. Parete piana mono- e multi-strato con condizioni al contorno del 3° tipo (risoluzione classica e fisica). Cenni su convezione ed adduzione. Esercizi.
  4. Parete piana con condizioni al contorno di 1° e 2° tipo.  
3. Conduzione termica 1D stazionaria cilindrica
  1. Equazione differenziale della conduzione in coordinate cilindriche
  2. Parete cilindrica mono- e multi-strato con condizioni al contorno del 1° tipo (risoluzione classica e fisica). Resistenza termica.  
  3. Parete cilindrica mono- e multi-strato con condizioni al contorno del 3° tipo (risoluzione classica e fisica). Coefficiente globale di trasmissione.
  4. Raggio critico di isolamento per pareti cilindriche (tubazioni, condotti, … ). Esercizio.
  5. Cilindro pieno con generazione interna di calore con condizioni al contorno di 1° e 3° tipo.
  6. Raggio critico di isolamento per conduttori elettrici. Esercizio.
4. Conduzione termica non stazionaria. Corpi termicamente sottili
  1. legge di raffreddamento. Esercizio.
  2. Legge di riscaldamento.
  3. Legge di surriscaldamento. Esercizio.

 

PARTE II - CONVEZIONE TERMICA 

1. Convezione termica

  1. Convezione naturale, forzata e mista
  2. Strato limite idrodinamico (moto forzato di un fluido su lastra piana orizzontale). Numero di Reynolds. Coefficiente di attrito locale
  3. Equazioni di continuità e di conservazione della quantità di moto. Coefficiente di attrito medio. Esercizio
  4. Strato limite termico (convezione forzata di un fluido su lastra piana orizzontale). Coefficiente di convezione locale. Numero di Nusselt.
  5. Equazione dell’energia. Numero di Prandtl. Coefficiente di convezione medio
  6. Metodo integrale di von Karman. Esercizi  
2. Calcolo del coefficiente convettivo
  1. Determinazione sperimentale
  2. Correlazione diretta ed indiretta dei dati sperimentali
  3. Analisi dimensionale. Teorema P  
3. Convezione naturale
  1. Convezione naturale di un fluido su lastra piana verticale
  2. Strato limite. Numero di Grashof locale. Coefficiente di espansione termica
  3. Equazioni di governo nello strato limite laminare. Metodo integrale
  4. Analisi dimensionale
  5. Correlazioni empiriche su lastra piana verticale. Esercizio
  6. Convezione mista. Analisi dimensionale

 

PARTE III – IRRAGGIAMENTO TERMICO 

1. Radiazioni

  1. Radiazioni emesse da un corpo. Classificazione
  2. Grandezze emisferiche
  3. Grandezze direzionali. Superfici lambertiane
  4. Radiazioni incidenti su un corpo. Coefficienti di assorbimento, riflessione e trasmissione. Costante di assorbimento
  5. Corpo opaco, trasparente, grigio, grigio a tratti e corpo nero
  6. Leggi del corpo nero (Planck, Wien e Stefan – Boltzmann). Funzione di irraggiamento. Effetto serra
  7. Definizione di emissività direzionale ed emisferica monocromatica e totale.  
  8. Principio di Kirchhoff  e relative deduzioni. 
  9. Corpi grigi. Esercizi
  10. Fattore di vista (o intercettazione). Esempi. Esercizi
2.      Scambi termici per irraggiamento in cavità chiuse
  1. Flusso termico netto, superficie re irradiante, potenza incidente
  2. Flusso termico netto nel caso di cavità costituite da N superfici nere. Esempio su cavità di 2 sfere nere concentriche
  3. Metodo delle reti per cavità costituite da N superfici grigie. Radianza.
  4. Esempi. Cavità di due superfici (lastre piane e sfere concentriche). Schermo. Esercizio
  5. Cavità di tre superfici. Casi particolari: una superficie è re-irradiante o nera. Esercizi  

 

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