Politecnico di Torino
Politecnico di Torino
   
Login  
en
Politecnico di Torino
Anno Accademico 2007/08
01CVUBK
Termodinamica e termocinetica
Corso di Laurea in Ingegneria Dell'Autoveicolo - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Santarelli Massimo ORARIO RICEVIMENTO O2 ING-IND/10 38 14 4 0 3
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/10 5 B - Caratterizzanti Ingegneria energetica
Obiettivi dell'insegnamento
Comprendere il legame che intercorre tra trasformazioni dei corpi materiali e trasferimenti di energia. Comprendere i fondamenti della termodinamica basati sul primo e sul secondo principio. Intendere la termodinamica applicata come la scienza che studia il funzionamento delle principali macchine l'interconversione di energia meccanica e termica nella propulsione e nei processi industriali e civili. Comprendere le leggi che governano il trasferimento dell'energia nei solidi e nei fluidi, nelle forme termica, meccanica e di radiazione elettromagnetica e dei dispositivi che realizzano in modo controllato questi trasferimenti (scambiatori di calore, alette, ecc.).
Competenze attese
Acquisire la capacitą di utilizzare gli strumenti e le leggi fondamentali della termodinamica per calcolare il bilancio di energia meccanica e termica di un sistema materiale con e senza ricambio di massa, in condizioni stazionarie e transitorie, e per descrivere in forma quantitativa i fenomeni che ne caratterizzano le trasformazioni. Riconoscere le principali macchine termiche per l'interconversione di energia termica in meccanica, a vapore ed a gas, descriverne il funzionamento e calcolarne, nei casi pił elementari, ed ideali le caratteristiche termodinamiche, gli scambi di energia e l'efficienza.
Conoscere i principali meccanismi fenomenologici della trasmissione di energia nello spazio e nel tempo nelle forme di calore per conduzione e convezione e di radiazione elettromagnetica. Calcolare l'entitą di questi scambi energetici quando si svolgono nei dispositivi reali e, in particolare, negli scambiatori di calore.
Prerequisiti
Analisi Matematica. Fisica sperimentale I e II, Meccanica dei fluidi.
Programma
Credito 1
Definizione dello scopo della termodinamica applicata e dei principali concetti di questa teoria. Sistemi, stati, trasformazioni.
Temperatura, lavoro e calore. Il comportamento dei fluidi ideali e reali. Equazioni di stato e diagrammi termodinamici. L'equazione dell'energia meccanica.
Credito 2
Primo e secondo principio della termodinamica per sistemi chiusi ed aperti. Energia interna ed entalpia. Entropia e irreversibilitą.
Teorema di Carnot. Temperatura assoluta.
Credito 3
I cicli ideali dei motori termodinamici a gas semplici (Otto, Diesel e Joule) e rigenerativi (Stirling). Vapori e loro proprietą, diagramma di Mollier, ciclo Rankine ideale, rigenerazione, cicli combinati. Effetto Joule-Thomson. Gas reali. Cicli inversi di frigoriferi e pompe di calore.
Credito 4
Descrizione fenomenologica dei meccanismi di trasporto dell'energia termica. Fenomenologia ed equazione della conduzione termica, legge di Fourier, conduttivitą. Scambio di calore per conduzione nei corpi solidi monodimensionali con condizioni al contorno diverse.
Analogia elettrica e resistenza termica. Trasmittanza di pareti piane e cilindriche. Riscaldamento di un corpo con resistenza interna trascurabile. Superfici estese ed alette.
Proprietą dei fluidi in moto. Viscositą, deflusso laminare e turbolento. Numero di Reynolds. Strati limite di velocitą e temperatura.
Fenomenologia della convezione termica, legge di Newton, coefficiente di scambio, resistenza di convezione. Convezione naturale e forzata, uso delle formule dell'analisi dimensionale.
Credito 5
Fenomenologia dello scambio termico per irraggiamento e proprietą radiative dei corpi. Corpo nero. Leggi di Stefan-Boltzmann e Wien.
Emissivitą e corpi grigi. Scambio di energia radiante tra corpi neri.
Scambiatori di calore: descrizione dei tipi e classificazione. Calcolo dell'andamento delle temperature negli scambiatori a correnti parallele. I metodi di calcolo della carta F- di temperatura media logaritmica e il metodo efficienza - NTU.
Laboratori e/o esercitazioni
Nel corso delle esercitazioni saranno proposti e svolti in aula esercizi e calcoli esemplificativi sugli argomenti trattati a lezione. Sono previste esercitazioni sperimentali condotte in laboratorio.
Bibliografia
Libri di testo suggeriti dal docente. Appunti alle lezioni. Materiale distribuito durante il corso.
Controlli dell'apprendimento / Modalitą d'esame
L'esame č costituito da un compito scritto, nel quale occorre risolvere esercizi numerici, e da una prova orale che verterą sugli
argomenti svolti a lezione e sulle attivitą svolte in esercitazione e in laboratorio.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2007/08
Indietro



© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
WCAG 2.0 (Level AA)
Contatti