Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2007/08
02IWVIV
Modelli per il calcolo termofluidodinamico di sistemi a rete
Dottorato di ricerca in Energetica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Borchiellini Romano ORARIO RICEVIMENTO PO ING-IND/10 20 0 0 0 7
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***    
Obiettivi dell'insegnamento
Nel Corso ci si propone di illustrare in una forma unificata i fondamenti e le applicazioni del calcolo fluidodinamico e termico di reti di condotti che trasportano nello spazio fluidi in pressione, con particolare attenzione a quelle che uniscono l'estensione spaziale alla complessità topologica.
Questo argomento è di particolare interesse per i più diversi settori dell'ingegneria quando si studiano impianti e sistemi che distribuiscono fluidi in pressione; in particolare saranno analizzati, applicando il medesimo metodo unificato e mettendone in evidenza le peculiarità specifiche, reti di aria compressa ed acqua come gli acquedotti, reti di gas a bassa ed a media pressione, sistemi di distribuzione del carburante negli aeromobili, impianti di riscaldamento urbano, impianti di ventilazione per utenze civili, industriali e per le grandi opere in sotterraneo come le gallerie autostradali, ferroviarie e le miniere e reti per la protezione antincendio.
Nel corso delle lezioni si intendono fornire gli strumenti analitici e critici per acquisire padronanza nella formulazione dei modelli di questi sistemi e nella loro utilizzazione.
Programma
Parte prima: I fondamenti fisici e topologici
1. Termofluidodinamica monodimensionale
a. Le equazioni di conservazione della massa e della quantità di moto ed il primo principio della termodinamica per sistemi fluidi nella rappresentazione monodimensionale
b. L'attrito viscoso nei condotti: fenomenologia e metodi calcolo a bassa ed alta pressione
c. Le equazioni principali per la rappresentazione dello scambio termico tra un fluido che scorre in un condotto e l'esterno. Gli scambiatori di calore
d. Il caso particolare dei condotti di grande lunghezza con estrazione continua di massa
e. I modelli delle macchine motrici (turbine) ed operatrici (pompe, compressori)
2. Cenni alla topologia applicata alla rappresentazione spaziale degli impianti
a. Teoria dei grafi
b. Matrice di incidenza, Albero e coalbero
c. Le trasformazioni della matrici
d. Le matrici di taglio e delle maglie
3. Le reti complesse
a. Metodi matriciali per la rappresentazione delle equazioni fondamentali
b. I metodi ai nodi, alle maglie e globali
c. Tecniche numeriche di soluzione: Newton-Raphson, Sostituzioni successive
Parte seconda: Le applicazioni
Saranno analizzate le tecniche per la formulazione dei modelli di alcune tipologie impiantistiche ritenute particolarmente significative e per l'analisi e la presentazione dei risultati.
In particolare i casi studiati saranno quelli di impianti di
1. Teleriscaldamento (o riscaldamento urbano centralizzato)
2. Distribuzione di gas a bassa ed alta pressione
3. Ventilazione di gallerie autostradali e ferroviarie
4. Antincendio (idranti e sprinkler)
5. Ventilazione naturale e forzata di edifici.


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

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