Fisica tecnica e sistemi energetici

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Codice identificativo insegnamento: 077930
Programma sintetico:

1 Termodinamica
1.1 Grandezze fisiche ed unità di misura. Misura di pressione e temperatura. Sistemi termodinamici e trasformazioni termodinamiche. Sistemi chiusi e aperti. Proprietà di un sistema termodinamico, stato di equilibrio e trasformazioni.
1.2 Sostanze pure, gas perfetti, miscele di gas perfetti.
1.3 Primo principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti. Bilanci di massa e di energia. Calore e lavoro, le diverse forme di lavoro, conservazione e trasformazione dell’energia. Calori specifici, energia interna ed entalpia. Trasformazioni politropiche.
1.4 Entropia: entropia scambiata ed entropia generata, bilanci entropici in sistemi chiusi e aperti. Il diagramma T-s. Variazioni di entropia in gas, solidi e liquidi.
1.5 Serbatoi di energia e motori termici, macchine frigorifere e pompe di calore, rendimento e coefficienti di prestazione. Secondo principio della termodinamica, gli enunciati di Kelvin-Planck e Clausius. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Ciclo e teoremi di Carnot, scala termodinamica della temperatura.
1.6 Analisi termodinamica di volumi di controllo. Analisi di dispositivi a flusso stazionario: ugelli e diffusori, compressori e turbine, pompe, scambiatori di calore, valvole di laminazione.
1.7 Analisi termodinamica dei cicli Otto, Diesel, Joule.
1.8 Sistemi bifase ed analisi termodinamica del ciclo Rankine.

2 Scambio termico
2.1 Le diverse forme di trasmissione del calore.
2.2 Conduzione termica. Postulato ed equazione di Fourier, conduzione in regime stazionario, resistenze termiche.
2.3 Convezione forzata in condotti e all'esterno di superfici. Coefficiente di scambio termico convettivo, perdite di carico e potenza di pompaggio.
2.4 Scambio termico radiativo e proprietà radiative delle superfici.
2.5 Gli scambiatori di calore.

3 Impianti idraulici
3.1 Equazioni di Bernoulli e definizione della curva caratteristica di impianto;
3.2 Dimensionamento e scelta delle pompe; verifica della cavitazione per pompe.
3.3 Conoscenza e scelta dei sistemi di controllo più adeguati per i circuiti idraulici

4. Sistemi di conversione dell'energia
4.1 Caratterizzazione della fonte primaria di energia. Definizione di PCI e PCS per combustibili
4.2 Componenti per le trasformazione di energia nelle varie forme: turbine/compressore/caldaie
4.3 Bilanci energetici per sistemi per la conversione dell'energia elettrica/termica/frigorifera
4.4 Bilanci economici per sistemi per la conversione dell'energia elettrica/termica/frigorifera
4.5 Caratterizzazione dei componenti e loro dimensionamento nei sistemi di conversione dell'energia elettrica/termica/frigorifera

 

 

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