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Thermal-fluid dynamics
03EPUMK
A.A. 2024/25
Course Language
Italian
Degree programme(s)
1st degree and Bachelor-level of the Bologna process in Ingegneria Energetica - Torino
Course structure
| Teaching | Hours |
|---|---|
| Lezioni | 50 |
| Esercitazioni in aula | 48 |
| Esercitazioni in laboratorio | 2 |
Lecturers
| Teacher | Status | SSD | h.Les | h.Ex | h.Lab | h.Tut | Years teaching |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Zanino Roberto | Professore Ordinario | IIND-07/D | 23 | 0 | 0 | 0 | 11 |
Co-lectures
Context
| SSD | CFU | Activities | Area context | ING-IND/19 | 10 | B - Caratterizzanti | Ingegneria energetica |
|---|
2024/25
Il corso fornisce le basi della fluidodinamica e dello scambio termico convettivo.
The course provides the foundations of fluid dynamics and convective heat transfer.
Attraverso questo corso lo studente apprende le principali conoscenze di fluidodinamica dei flussi incomprimibili, interni ed esterni, in condizioni sia laminari sia turbolente, con particolare enfasi sui problemi di strato limite, e dei relativi fenomeni di scambio termico convettivo.
Lo studente acquisisce inoltre l’abilità di risolvere semplici problemi di termofluidodinamica.
Through this course students should learn the basic knowledge of fluid dynamics of incompressible internal and external flows, both laminar and turbulent, with particular emphasis on boundary layer problems, and the related phenomena of convective heat transfer.
The student should also acquire the ability to solve manually or with the IHT software simple problems of thermal fluid dynamics.
Trasmissione del calore per conduzione e irraggiamento.
Termodinamica.
Corsi di base di analisi I e II, geometria, fisica I e II.
Heat transfer by conduction and radiation.
Thermodynamics.
Basic courses of analysis I and II, geometry, physics I and II.
Il corso è organizzato in due parti:
A) Fluidodinamica (60% delle ore)
B) Scambio termico convettivo (40% delle ore).
Argomenti:
Parte A
- Introduzione al corso
- I fluidi nell’energetica
- Statica dei fluidi
- Cinematica dei fluidi
- Leggi di conservazione in forma integrale (volumi di controllo)
- Leggi di conservazione in forma differenziale I (fluidi viscosi)
- Flussi interni
- Leggi di conservazione in forma differenziale II (flussi non viscosi, teoria del potenziale)
- Flussi esterni
Parte B
- Introduzione alla convezione
- Convezione in flussi esterni
- Convezione in flussi interni
- Cenni alla convezione naturale e allo scambio termico in miscele bifase
The course is organized in two parts:
A) Fluid dynamics (2/3 of the total)
B) Convective Heat Transfer (1/3 of the total).
- Introduction to the course
- Fluids in energy engineering
- A model problem: the heat exchanger
- Dimensional analysis and similitude
- Fluid kinematics
- Conservation laws in integral form (control volumes)
- Conservation laws in differential form I (viscous fluids)
- Introduction to convection (boundary layers)
- Conservation laws in differential form II (inviscid fluids and potential theory)
- External flows
- Convection in external flows
- Internal flows
- Convection in internal flows
- Free convection
- Heat transfer in two-phase mixtures (boiling and condensation).
Sono previste lezioni teoriche, esercitazioni numeriche, e un'esperienza di laboratorio sulla misura di cadute di pressione.
Numerical and experimental laboratories are foreseen on single-phase and two-phase flow.
- B.R. Munson et al., Munson, Young and Okiishi's Fundamentals of Fluid Mechanics, International Adaptation, 9th Edition (Wiley, 2021). Capp. 1-9.
- F.P. Incropera et al., Incropera’s Principles of Heat and Mass Transfer, 8th edition, Global edition (Wiley, 2017). Capp. 6-10.
- B. R. Munson, et al., Fluid Mechanics, 7th edition, SI version (Wiley, 2013). Chapters 1-9.
- F. P. Incropera, et al., Foundations of Heat Transfer, 6th edition, International student version (Wiley, 2013).Chapters 6-10.
Slides; Libro di testo; Esercizi; Esercizi risolti;
Lecture slides; Text book; Exercises; Exercise with solutions ;
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
Exam: Written test; Optional oral exam;
...
L’esame consiste di due parti:
- Nella prima prova, scritta, viene chiesto allo studente di risolvere degli esercizi (ispirati al repertorio presentato nei due testi succitati), giustificando i metodi utilizzati per la loro soluzione e commentando i risultati ottenuti; possono inoltre essere richieste elaborazioni dei dati sperimentali analoghe a quelle proposte nelle esercitazioni di laboratorio.
- Se lo studente ottiene una valutazione dello scritto inferiore a 28/30 l’esame si conclude con quella valutazione, altrimenti lo studente viene chiamato a sostenere anche una prova orale, che consiste in una discussione di argomenti scelti di teoria, sui temi affrontati a lezione.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
Exam: Written test; Optional oral exam;
The assessment consists of two parts:
- In the first, written one, the student is asked to solve some exercises (always taken from the repertoire presented in the two texts mentioned above), justifying the methods used to solve them and commenting on the results obtained; processing of experimental data similar to those proposed in the dedicated lab sessions may also be required.
- If the student achieves a mark below 28/30 in the written part, then the examination ends there, otherwise the student is called to an oral exam, which consists of a discussion of selected theory topics, within the framework of the subjects treated in class.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.