ID:
A000302
Durata (ore):
48
CFU:
6
Url:
INGEGNERIA INDUSTRIALE/COMUNE Anno: 2
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (25/09/2023 - 15/12/2023)
Syllabus
Obiettivi Formativi
↵
Il corso si prefigge di:
far acquisire agli studenti di ingegneria un bagaglio di conoscenze di base sui principi fondamentali che regolano la conversione, la trasmissione e l’utilizzazione dell’energia; far acquisire abilità tecniche e metodologie di risoluzioni di problemi tipici concernenti le trasformazioni termodinamiche dei sistemi chiusi e aperti e la trasmissione del calore nei suoi differenti meccanismi, compreso il dimensionamento di dispositivi di base di scambio termico; far acquisire la capacità di formulare ed analizzare, attraverso un metodo scientifico rigoroso, un qualunque problema dell'ingegneria termica di base.
far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze teoriche acquisite attraverso la risoluzione di problemi semplici o di media complessità dell’ingegneria termica di base con metodi analitici e di modellazione adeguati.
far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti, di interpretazione dei dati e di analisi critica dei risultati di studio; far sviluppare la capacità di svolgere ricerche bibliografiche e di discernere l'utilità delle informazioni ottenute anche per formulare modellizzazioni adeguate dei problemi affrontati; fornire inoltre le conoscenze di base per l’interpretazione della letteratura tecnica e l’utilizzo di dati sperimentali.
far sviluppare la capacità di comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni con linguaggio tecnico appropriato a interlocutori specialisti e non specialisti.
far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
Il corso si prefigge di:
far acquisire agli studenti di ingegneria un bagaglio di conoscenze di base sui principi fondamentali che regolano la conversione, la trasmissione e l’utilizzazione dell’energia; far acquisire abilità tecniche e metodologie di risoluzioni di problemi tipici concernenti le trasformazioni termodinamiche dei sistemi chiusi e aperti e la trasmissione del calore nei suoi differenti meccanismi, compreso il dimensionamento di dispositivi di base di scambio termico; far acquisire la capacità di formulare ed analizzare, attraverso un metodo scientifico rigoroso, un qualunque problema dell'ingegneria termica di base.
far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze teoriche acquisite attraverso la risoluzione di problemi semplici o di media complessità dell’ingegneria termica di base con metodi analitici e di modellazione adeguati.
far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti, di interpretazione dei dati e di analisi critica dei risultati di studio; far sviluppare la capacità di svolgere ricerche bibliografiche e di discernere l'utilità delle informazioni ottenute anche per formulare modellizzazioni adeguate dei problemi affrontati; fornire inoltre le conoscenze di base per l’interpretazione della letteratura tecnica e l’utilizzo di dati sperimentali.
far sviluppare la capacità di comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni con linguaggio tecnico appropriato a interlocutori specialisti e non specialisti.
far acquisire un metodo di studio individuale adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate o settoriali.
Prerequisiti
È richiesta una conoscenza del contenuto dei corsi di Analisi Matematica (calcolo differenziale e integrale) e Fisica Generale (dimensioni e unità di misura; forza, energia e lavoro; principi e leggi fondamentali della meccanica e della fluidodinamica).
Metodi didattici
Il corso prevede lo svolgimento di lezioni frontali e di esercitazioni numeriche in classe guidate dal docente, sia individuali che di gruppo. Le lezioni verranno svolte tramite presentazioni power point e tramite l’utilizzo della lavagna. Nel corso delle lezioni e delle esercitazioni si stimolerà costantemente negli studenti l’analisi critica degli argomenti trattati così che possano verificare il proprio livello di comprensione acquisendo, al contempo, un linguaggio tecnico adeguato e la capacità di applicare le tematiche affrontate.
Verifica Apprendimento
La verifica dell'apprendimento prevede un esame composto da una prova scritta e da una prova orale cui è possibile accedere solo se il risultato della prova scritta è sufficiente. La prova scritta consiste nella risoluzione di tre esercizi numerici vertenti su tutto il programma svolto. La prova scritta è giudicata insufficiente se da essa si evince che lo studente non è in grado di applicare le conoscenze acquisite. La prova orale consiste nell'esposizione di argomenti vertenti su tutto il programma svolto. I parametri di valutazione della prova scritta riguardano primariamente la capacità di applicazione delle conoscenze acquisite nella risoluzione di problemi numerici. Nelle prove orali si approfondiranno i livelli delle conosce acquisite, l’abilità di organizzare discorsivamente la conoscenza e la capacità di ragionamento critico, così come la qualità dell’esposizione. Gli studenti che frequentano regolarmente il corso potranno svolgere delle prove in itinere scritte il cui superamento li esonera dalla prova scritta. La partecipazione alle prove in itinere non è obbligatoria. Sono previste due prove in itinere, una a metà corso e una al termine del corso, ciascuna delle quali consistente di due esercizi. Se una delle due prove non viene superata lo studente dovrà sostenere la prova scritta prevista negli appelli d’esame ordinari risolvendo esclusivamente gli esercizi vertenti sugli argomenti della prova in itinere non superata. Le prove in itinere e l’esame scritto verranno giudicati come approvati o non approvati per l’accesso all’esame orale. La valutazione finale, espressa in trentesimi, terrà conto della valutazione complessiva della prova scritta e di quella orale. Durante le prove scritte, gli studenti potranno utilizzare calcolatrici, tabelle e grafici.
Testi
Y.A. Cengel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw Hill Italia M.J. Moran, H.N. Shapiro, B.R. Munson, D.P. DeWitt. Elementi di Fisica Tecnica per l’ingegneria. McGraw-Hill. M.W. Zemansky, M.A. Abbott, H.C. Van Ness: Fondamenti di Termodinamica per Ingegneri - Zanichelli, Bologna.
Contenuti
- INTRODUZIONE: Equilibrio termodinamico. Lavoro meccanico e calore. Principio zero. Scale di temperatura. Trasformazioni. - I PRINCIPIO: Equivalenza calore-lavoro. I principio. Schema dell’energia. Gas perfetti: energia interna e calori specifici. Politropiche. Calcolo del calore e lavoro scambiati lungo una politropica. - II PRINCIPIO: Enunciati storici. Ciclo di Carnot. Temperatura termodinamica assoluta. Entropia. Calcolo delle variazioni di entropia. Lavoro massimo. - SISTEMI APERTI: Primo principio per i sistemi aperti. Caldaie; scambiatori di calore; compressori alternativi; valvole di laminazione (Joule-Thomson). - TRANSIZIONI DI FASE: Regola delle fasi: curve di coesistenza e punti tripli. Equazione di Clapeyron. Formule empiriche per l’acqua. Diagrammi (P,V),(P,T),(T,S),(H,S),(P,H). Calcolo delle principali grandezze termodinamiche con l’ausilio di diagrammi e tabelle. - CICLI TERMODINAMICI: Cicli Otto, Diesel, Stirling, Brayton-Joule, Rankine. Ciclo frigorifero a compressione di vapore saturo. Calcolo dei coefficienti di prestazione. - MOTO DEI FLUIDI: Equazione di continuità. Legge di Poisseille. Strato limite idrodinamico. Equazione di Bernoullì. Calcolo delle perdite di carico distribuite. Abaco di Moody. Calcolo delle perdite di carico concentrate. Formula di Borda. Progetto di un circuito idraulico. - CONDUZIONE: La legge di Fourier. Equazione generale della conduzione. Calcolo del flusso termico e della distribuzione di temperatura in una parete piana semplice e multistrato e in un manicotto cilindrico semplice e multistrato. Reti di resistenze termiche. - CONVEZIONE: Convezione forzata, naturale e mista. Legge di Newton. Metodo dell’analisi dimensionale. Applicazioni a problemi semplici. - IRRAGGIAMENTO: Riflessione assorbimento e trasmissione. Sorgenti. Flusso energetico e grandezze derivate. Legge di Kirchhoff. Corpo nero e corpo grigio. Scambi termici tra superfici nere e grigie. Schermi alla radiazione termica. Calcolo degli scambi termici in cavità con il metodo dell’analogia elettrica. - FORME MISTE Trasmissione del calore tra due fluidi separati da una parete piana o cilindrica. Raggio critico di isolamento. Alette di raffreddamento. Dimensionamento di una superficie alettata. Transitori termici. Scambiatori di calore. Dimensionamento di uno scambiatore di calore.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
INGEGNERIA INDUSTRIALE
Laurea
3 anni
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Persone
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