| Nome del corso di laurea |
Ingegneria meccanica |
| Codice insegnamento |
A005724 |
| Curriculum |
Energy |
| Docente responsabile |
Giorgio Baldinelli |
| Docenti |
|
| Ore |
- 72 Ore - Giorgio Baldinelli
|
| CFU |
9 |
| Regolamento |
Coorte 2025 |
| Erogato |
Erogato nel 2025/26 |
| Erogato altro regolamento |
|
| Attività |
Caratterizzante |
| Ambito |
Ingegneria meccanica |
| Settore |
ING-IND/10 |
| Anno |
1 |
| Periodo |
Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività |
Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento |
ITALIANO |
| Contenuti |
Complementi di trasmissione del calore e di termofluidodinamica applicata ai problemi dell'ingegneria meccanica. Termofluidodinamica computazionale, modelli di dispersione di inquinanti in atmosfera. |
| Testi di riferimento |
G. Guglielmini, C. Pisoni, Elementi di trasmissione del calore, Ed. Veschi Saranno inoltre distribuite dispense da parte del docente. |
| Obiettivi formativi |
L'obiettivo primario del modulo consiste nel fornire agli allievi gli strumenti per affrontare le problematiche avanzate di trasmissione del calore. La fase di laboratorio si pone l'obiettivo di rendere visibili gli aspetti teorici trattati in classe, sia in termini sperimentali, che per quanto concerne l'utilizzo di codici di calcolo termofluidodinamici. Inoltre, attraverso il coinvolgimento diretto (facoltativo) degli studenti nell'esporre argomenti di approfondimento davanti alla classe, si intende mettere i ragazzi di fronte alle difficoltà intrinseche del parlare in pubblico, indicando loro metodi per il relativo miglioramento. |
| Prerequisiti |
Lo studente deve conoscere le nozioni di base di analisi matematica, con particolare riferimento al calcolo differenziale e integrale. Costituiscono poi un prerequisito indispensabile le basi della termodinamica |
| Metodi didattici |
Il corso è organizzato con lezioni in aula su tutti gli argomenti trattati, oltre ad esercitazioni in laboratorio per l'osservazione dei fenomeni di conduzione, convezione e irraggiamento. Lo studio dell'analisi computazionale è supportata da esempi applicativi attraverso un codice commerciale. |
| Altre informazioni |
La frequenza è facoltativa ma fortemente consigliata. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento |
L'esame prevede una prova scritta e una prova orale. La prova scritta, della durata di un'ora e mezza, consiste nella soluzione di 4 temi su argomenti relativi al programma e il cui elenco è reso disponibile agli allievi. La prova ha lo scopo di verificare: i) la capacità di comprensione delle problematiche proposte durante il corso, ii) la capacità di applicare correttamente le conoscenze teoriche, iii) l'abilità di comunicare in modo efficace e pertinente in forma scritta. La prova orale consiste in una discussione della durata non superiore a circa 45 minuti finalizzata ad accertare: i) il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici; ii) l’autonomia di giudizio nel proporre l’approccio più opportuno per ciascun ambito applicativo. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità dello studente di esporre con proprietà di linguaggio i temi proposti dalla Commissione, di sostenere un rapporto dialettico durante discussione e di riassumere i risultati applicativi delle teorie studiate. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso |
Conduzione Proprietà termofisiche; casi non stazionari; approssimazione di corpo sottile; problemi non lineari: integrale di conducibilità; transitori in sistemi a temperatura non uniforme; superfici alettate. Irraggiamento Trasmissione di calore per irraggiamento; metodo della radiosità. Caratteri della convezione Equazioni di Navier-Stokes; equazione dell'energia nei fluidi, forma adimensionale delle equazioni della convezione; approssimazione di strato limite; valutazione dello spessore degli strati limite meccanico e termico; equazioni dello strato limite; soluzione di similitudine su lastra piana; strato limite in geometrie non piane: separazione; flusso laminare in tubi; calcolo delle perdite di carico; convezione laminare nei flussi interni; convezione naturale laminare. Effetti termici della turbolenza Transizione alla turbolenza; struttura della turbolenza; profili di velocità; perdite di carico in flussi turbolenti; tubi scabri; diffusività termica turbolenta; analogia di Reynolds; relazioni di scambio termico in flussi interni. Condensazione ed ebollizione Condensazione a film; effetti di turbolenza; correlazioni della condensazione a film; condensazione a gocce; effetto degli incondensabili. Curva di Nukiyama; surriscaldamento; crescita delle bolle; flusso critico; regimi di ebollizione in convezione forzata; correlazioni per l'ebollizione in convezione forzata. Scambiatori di calore Metodi della DTLM e dell’efficienza; scambiatori a più passaggi; tipologie di scambiatori di calore. Termofluidodinamica computazionale Metodo delle differenze finite; metodi alle differenze finite nella conduzione; applicazione delle differenze finite a problemi di conduzione; metodo degli elementi finiti; equazioni per il metodo degli elementi finiti nella conduzione stazionaria; applicazione del metodo agli elementi finiti ad un caso di conduzione non stazionaria; metodo agli elementi finiti nella conduzione non a regime; integrazione delle equazioni del metodo agli elementi finiti non stazionario. Applicazioni nella convezione. Applicazioni e casi di studio. Modelli matematici per il calcolo della dispersione di inquinanti in atmosfera Classi di stabilità atmosferica, gradienti termici verticali. Fenomeno dell’inversione termica. Criteri generali di scelta dei modelli di diffusione di inquinanti in atmosfera. Modelli gaussiani. Applicazioni e casi di studio. Aspetti termofluidodinamici degli edifici: caratteristiche termiche dinamiche, matrice di trasferimento, esempi pratici. |
