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Alberto MUSCIO
Professore Ordinario
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Fisica Tecnica per l'Informatica
Ingegneria Informatica (MO) (Offerta formativa 2022)
Obiettivi formativi
Acquisire la conoscenza a) dei principi fondamentali della termodinamica, b) dei principi fondamentali della fluidodinamica, c) dei principali meccanismi di trasmissione del calore. Per tutti e tre gli ambiti citati, si pone come obiettivo fondamentale l'acquisizione delle conoscenze necessarie ad applicare i principi di base a sistemi industriali e civili, ad es.: bilanci di sistema chiuso e sistema aperto applicati a singoli dispositivi e interi apparati ICT; b) circolazione dei fluidi in sistemi di raffreddamento; c) isolamento termico, dissipatori di calore, scambiatori di calore come applicazioni del controllo termico e della dissipazione del calore.
Prerequisiti
ANALISI MATEMATICA
Concetti fondamentali dell'Analisi. Limiti, derivate ed integrali. Studi di funzione.
E' indispensabile che gli studenti possiedano le nozioni elementari di matematica, algebra e geometria (trigonometria, logaritmi, equazioni algebriche, etc.) che non fanno parte, a rigore, dei programmi di Analisi Matematica ma ne costituiscono prerequisito.
FISICA GENERALE
Concetti e grandezze fondamentali della meccanica: forza, lavoro, energia potenza; quantità di moto, energia cinetica, ecc. Unità di misura e loro utilizzo nei calcoli, con particolare riguardo ai diversi sistemi di unità di misura e alle conversioni fra sistemi.
Leggi fondamentali della meccanica.
Programma del corso
PROGRAMMA
Parte 1 (2 CFU)
INTRODUZIONE
Introduzione all'insegnamento
TERMODINAMICA
Concetti introduttivi e definizioni
Energia e primo principio della termodinamica
Analisi delle proprietà termodinamiche
Analisi energetica ai volumi di controllo
Impianti di condizionamento
Parte 2 (2 CFU)
FLUIDODINAMICA
Statica dei fluidi (cenni)
Equazione dell'energia meccanica
Flussi interni e circolazione forzata di fluidi
PARTE 3 (2 CFU)
TRASMISSIONE DEL CALORE
Modalità di trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento
Analogia elettrotermica
Dissipatori, scambiatori di calore (metodo e-NTU)
COMFORT TERMICO
Principi di comfort termico negli ambienti confinati
Metodi didattici
Modalità di erogazione: in presenza.
Modalità di frequenza dell’insegnamento: facoltativa (ma raccomandata).
Impostazione della didattica: lezioni frontali ed esercitazioni in aula.
Lingua in cui l’insegnamento è erogato: italiano, con materiale di supporto in inglese.
L’insegnamento prevede lezioni frontali teoriche realizzate con l’ausilio di sistemi multimediali ed esercitazioni pratiche inerenti alla progettazione e modellizzazione parametrica assistita da calcolatore, nonché seminari tecnici eventuali tenuti da specialisti e/o visite di istruzione presso aziende del territorio. Il materiale didattico viene reso disponibile attraverso la piattaforma Moodle/Dolly.
Testi di riferimento
M.J. Moran, H.N. Shapiro, B.R. Munson, D.P. DeWitt: Elementi di Fisica Tecnica per l'Ingegneria, McGraw-Hill Companies, Publishing Group Italia, Milano, 2011.
M.J. Moran, H.N. Shapiro, D.D. Boettner, M.B. Bailey, B.R. Munson, D.P. DeWitt: Elementi di Fisica Tecnica per l’Ingegneria, II edizione, McGraw-Hill Companies s.r.l., Publishing Group Italia, Milano, 2022.
Le schede riassuntive delle lezioni e delle esercitazioni, gli esempi di prova d'esame e i materiali didattici o illustrativi integrativi sono resi disponibili agli studenti sulle pagine web del sito Dolly del corso http://dolly.ingmo.unimore.it/2016/ cui gli studenti interessati sono invitati ad iscriversi.
M.J. MORAN, H.N. SHAPIRO, B.R. MUNSON, D.P. DeWITT Introduction to thermal system engineering, John Wiley & Sons, Inc., New York 2003
Slides of the lectures, copies of the exercises and sample examination tests are available on the course webpage AT http://dolly.ingmo.unimore.it/2017/ .
Students are invited to register on the above website.
Verifica dell'apprendimento
Metodi: prova scritta (elaborato progettuale a calcolo) e prova orale (colloquio semistrutturato), congiunte (obbligatoriamente nello stesso appello).
Collocazione temporale: prove al termine dell’insegnamento.
Durata tipica della prova: 2 ore di prova scritta, circa 30 minuti di colloquio orale.
Modalità di restituzione dei risultati della prova scritta: entro i 10 giorni dal giorno della prova tramite email.
Modalità di attribuzione del punteggio finale: media aritmetica di prova scritta e prova orale.
Materiali utili per sostenere la prova e consentiti durante la stessa: calcolatrici non programmabili e su dispositivo non connesso, dizionari e glossari.
Risultati attesi
Ci si attende che lo studente acquisisca la capacità di verificare a calcolo le problematiche di controllo termico e i fabbisogni energetici di dispositivi e sistemi ITC a varie scale: microprocessori, calcolatori, armadi rack, sale server, edifici CED, stabilimenti, ecc. Ci si attende altresì che lo studente sia in grado di selezionare a calcolo singoli componenti di dispositivi e sistemi quali ventilatori, pompe, condotti, filtri, dissipatori di calore, scambiatori di calore, gruppi di condizionamento, ecc.