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Simone PEDRAZZI
Ricercatore t.d. art. 24 c. 3 lett. B
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Fisica tecnica
Ingegneria Meccanica (Offerta formativa 2020)
Obiettivi formativi
Il corso di Fisica Tecnica costituisce un’introduzione alla teoria dei sistemi termodinamici per applicazioni industriali. I pricipali argomenti del corso sono: termodinamica, stato di una sostanza pura e legge dei gas perfetti, sistemi per la produzione di potenza meccanica e per la refrigerazione, psicrometria applicata alla miscela aria-vapore, analisi dimensionale, fluidodinamica, scambio termico, sistemi di scambio termico.
Prerequisiti
Analisi Matematica I:
Concetti fondamentali dell'analisi matematica. 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, ecc.) che non fanno parte, a rigore, dei programmi di Analisi Matematica ma ne costituiscono un prerequisito.
Analisi Matematica II:
Serie e sviluppi in serie. Nozioni di base sulle equazioni differenziali.
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
INTRODUZIONE
U.1 Introduzione al Corso. L'ingegneria dei sistemi termici.
TERMODINAMICA GENERALE
U.2 Concetti introduttivi e definizioni
U.3 Energia e primo principio della termodinamica
U.4 Analisi delle proprietà termodinamiche
U.5 Analisi energetica ai volumi di controllo
U.6 Secondo principio della Termodinamica
U.7 Entropia
TERMODINAMICA APPLICATA
U.8 Impianti di potenza e di refrigerazione a vapore
U.9 Sistemi di potenza a gas
U.10 Applicazioni di psicrometria
FLUIDODINAMICA
U.11 Meccanica dei fluidi: statica dei fluidi
U.12 Equazioni della quantità di moto e dell'energia meccanica
U.13 Similitudine, analisi dimensionale e modellizzazione
U.14 Flussi interni ed esterni
TRASMISSIONE DEL CALORE
U.15 Trasmissione del calore: modalità di scambio, bilanci energetici
U.16 Trasmissione del calore per conduzione
U.17 Trasmissione del calore per convezione
U.18 Trasmissione del calore per irraggiamento
Metodi didattici
Lezioni e esercitazioni
MODALITA' DI EROGAZIONE DELLA DIDATTICA: sincrona con video-registrazione
Testi di riferimento
[1] M. J. Moran, H. N. Shapiro, B. R. Munson and D. P. DeWitt, Elementi di fisica tecnica per l'ingegneria. MC Graw Hill, 2011.
[2] Çengel Yunus A., Cimbala John M., Turner Robert H. Elementi di fisica tecnica. McGraw-Hill Education, 2017.
[3] E. Fermi. Termodinamica. Boringhieri, Torino, 1958. Lezioni tenute alla Columbia University di New York nel 1936.
[4] F. P. Incropera and D. P. De Witt. Fundamentals of heat and mass transfer. Wiley, 5th edition, 2002.
[5] M. W. Zemansky. Calore e Termodinamica. Zanichelli, Bologna, 1957.
[6] Alessandro Cocchi. Elementi di Termosica Generale e Applicata. Società Editrice Esculapio, Bologna, 1990.
Verifica dell'apprendimento
Esame scritto e orale in successione
Risultati attesi
Definizioni, concetti e leggi della termodinamica; applicazioni del bilancio energetico ai sistemi termodinamici; entropia; modelli di sistemi per la produzione di potenza meccanica e per la refrigerazione; fluidodinamica e scambio termico; psicrometria miscela aria-vapore.