FISICA TECNICA

FISICA TECNICA

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iten
Codice
60356
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
12 cfu al 2° anno di 8715 INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE (L-7) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/11
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE )
moduli
Questo insegnamento è composto da:
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il corso si propone di fornire i concetti e le basi della termodinamica applicata all'ingegneria per lo studio dei processi di conversione ed utilizzo dell'energia e gli aspetti ambientali ad essa associati. Il corso intende fornire inoltre gli elementi di base della trasmissione del calore e della psicrometria. 
Nella seconda parte del corso sono infine introdotte applicazioni della Fisica Tecnica al settore dell’ingegneria civile e ambientale.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Analisi dei problemi energetici. Valutazione delle prestazioni delle macchine a ciclo diretto e inverso. Calcoli di scambio/isolamento termico e valutazioni di psicrometria. Progettazione di base degli impianti tecnici. Calcoli elementari di elettrotecnica. Calcoli elementari di illuminotecnica e acustica applicata.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Oltre alle competenze tecniche, al termine del corso gli studenti avranno acquisito la capacità di gestire progetti professionali, anche di livello complesso, nel campo della Fisica Tecnica e di assumere autonomamente decisioni inerenti la progettazione ed il dimensionamento dei principali Impianti Tecnici studiati durante il corso. Tali abilità saranno sviluppate in modo che gli studenti diventino capaci di operare in modo efficace in contesti sia nazionali, sia internazionali e di collaborare efficacemente con ingegneri e non ingegneri. L’attitudine al lavoro di squadra verrà stimolata e incoraggiata. Verrà infine evidenziata la necessità di impegnarsi, anche al termine del proprio percorso accademico, nell’apprendimento permanente e di seguire gli sviluppi scientifici e tecnici nell’ambito della Fisica Tecnica.

Modalità didattiche

Il corso sarà articolato in lezioni ed esercitazioni in aula (120 ore). Le esercitazioni in aula potranno essere integrate da esercitazioni di laboratorio da svolgersi in relazione agli specifici interessi formativi del modulo didattico.

PROGRAMMA/CONTENUTO

MODULO FISICA TECNICA AMBIENTALE

Termodinamica applicata.
Introduzione al problema energetico: risorse, disponibilità, consumi, effetti ambientali. Meccanismi di scambio di calore e lavoro. Grandezze di stato e grandezze di scambio. Legge dei gas perfetti e miscele di gas. Formulazione dei principi di conservazione dell'energia e della massa: la funzione energia interna. Sistemi chiusi e sistemi con deflusso. Secondo principio della Termodinamica. Irreversibilità ed entropia. Teorema di Carnot ed il piano Ts. Fluidi termodinamici e relazione (p,v,T). Rendimenti di conversione energetica. Il ciclo di Rankine e gli effetti ambientali associati all’immissione di gas serra nell’atmosfera ed al riscaldamento dell’acqua di condensazione. Il ciclo Brayton. Cenni ai cicli M.C.I. Macchine a ciclo inverso. Fluidi frigorigeni e loro impatto ambientale. Impianti frigo e pompe di calore. 
Trasmissione del calore: 
Meccanismi generali di trasmissione del calore; Equazione generalizzata della conduzione; Resistenze termiche; Generalità sulla convezione e concetto di strato limite; Gruppi adimensionali. Correlazioni di convezione forzata e naturale. Scambio termico radiante;Il concetto di corpo nero; leggi di Plank e Wien; Il corpo grigio; Emissività; fattori di vista; radiosità; Scambio termico radiativo; Meccanismi di scambio termico combinati; Trasmittanza.

MODULO IMPIANTI TECNICI

Scambio termico negli edifici: Bilancio termico per parete trasparente; Bilancio termico per parete opaca. 
Termodinamica dell'aria umida e Psicrometria: Grandezze psicrometriche e loro relazioni; Benessere termo igrometrico: studi di Fanger; La condensazione nelle strutture; Diffusione del vapore, Condensazione superficiale; Condensazione interstiziale: teoria di Glaser; barriere al vapore. 
Impianti di climatizzazione: Condizionamento estivo; Condizionamento invernale; Impianti di riscaldamento tradizionali. 
Elementi di impianti elettrici: Impedenze ( R,L,C) e circuiti semplici; trasformazioni stella triangolo Leggi di Kirchoff; Caduta di tensione in capo ad un conduttore; Rifasamento; potenza attiva, reattiva , apparente; Il motore elettrico ( macchina asincrona), il campo magnetico rotante, funzionamento del motore, avviamento; Legge 37/08. determinazione della corrente di guasto e della resistenza di terra; impianti di terra, protezioni differenziali e magnetotermiche; Parafulmini : verifica di volume autoprotetto; progettazione dei parafulmini a punta o a gabbia. 
Elementi di Illuminotecnica: Introduzione; le sorgenti di luce artificiale; Grandezze fondamentali: intensità luminosa, illuminamento, luminanza, flusso, Solido fotometrico. Illuminamento di un punto da sorgente puntiform; Dimensionamento di massima degli impianti di illuminazione interna. Metodo del fattore di utilizzo. 
Elementi di Acustica Applicata: Equazione di propagazione delle onde sonore; Frequenza, periodo, lunghezza d’onda; Pressione efficace, intensità e densità sonora; Livelli sonori di pressione, intensità, e potenza; Somma e sottrazione di livelli sonori; Propagazione del suono in campo libero, Propagazione del suono in presenza di ostacoli; Riflessione, rifrazione, diffrazione; Acustica degli spazi confinati; Campo sonoro perfettamente diffuso; Tempo convenzionale di riverberazione.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

  • M. J. Moran, N. H. Shapiro “Fundamental of Engineering Thermodynamics”, John Wiley & sons, Inc.1988
  • Yunus A. Cengel: “Termodinamica e trasmissione del Calore”, Mc Graw Hill, 1998
  • C. Pisoni, G. Guglielmini “ Introduzione alla Trasmissione del Calore” Ed. CEA, 2001.
  • F. Kreith, "Principi di trasmissione del calore", Liguori Editore, 1975.
  • K.P. Incropera , D. P. DeWitt, T. L. Bergman, S. Lavine, ”Introduction to Heat Transfer”, Wiley, 2006.
  • D. DiLaura, K.Houser, R. Mistrick, G. Steffy, IES Lighting Handbooh (Application Volume) – 10th Edition, 2014.
  • G. Guglielmini, E. Nannei, C. Pisoni, “Problemi di Termodinamica Tecnica e trasmissione del Calore”, ECIG, 1993.
  • IES Lighting Handbook (Application Volume), 1987
  • F. A. Everest, Manuale di acustica, Hoepli, 1996.
  • Dispense del corso a cura del docente (disponibili su Aulaweb).

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Venerdì ore 11-13 Altri orari previo appuntamento da concordarsi con il docente.

Ricevimento: Previo appuntamento da concordarsi con il docente.

Ricevimento: Venerdì ore 11-13 Altri orari previo appuntamento da concordarsi con il docente.

Ricevimento: Previo appuntamento da concordarsi con il docente.

LEZIONI

Modalità didattiche

Il corso sarà articolato in lezioni ed esercitazioni in aula (120 ore). Le esercitazioni in aula potranno essere integrate da esercitazioni di laboratorio da svolgersi in relazione agli specifici interessi formativi del modulo didattico.

INIZIO LEZIONI

19 settembre 2016

ESAMI

Modalità d'esame

E’ prevista una prova scritta e una prova orale. La prova scritta consiste nella risoluzione di esercizi simili a quelli trattati durante le esercitazioni e relativi alla Termodinamica Tecnica, alla Trasmissione del Calore, alle Trasformazioni Termodinamiche dell’Aria Umida e agli Impianti di Condizionamento. Durante la prova orale, all’interno dei diversi argomenti generali vengono formulate questioni specifiche volte ad accertarne la comprensione. Fanno parte dei temi di esame orale, oltre a quelli oggetto della prova scritta, gli elementi di Acustica Applicata, Illuminotecnica ed Elettrotecnica svolti a lezione. Gli studenti dovranno dimostrare la capacità di raccogliere e interpretare dati appropriati per la risoluzione dei problemi proposti, sapendo formulare giudizi sui temi affrontati a lezione e gestire la complessità nell’affrontare i temi propri della Fisica Tecnica.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
30/10/2019 10:00 GENOVA Scritto aula G2A
31/10/2019 10:00 GENOVA Scritto Prove orali il 14 novembre e il 5 dicembre alle 15:00.
09/01/2020 10:00 GENOVA Scritto La prova orale si terrà il 17 settembre alle ore 9:30.
09/01/2020 10:00 GENOVA Scritto aula G3B
16/01/2020 09:30 GENOVA Orale auala B4
30/01/2020 09:30 GENOVA Orale auala B4
06/02/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno il 13 e il 27 gennaio alle ore 9:30 e il 12 marzo alle ore 15:00.
06/02/2020 10:00 GENOVA Scritto aula G3B
13/02/2020 09:30 GENOVA Orale auala B4
27/02/2020 09:30 GENOVA Orale aula E1
12/03/2020 10:00 GENOVA Scritto
26/03/2020 09:30 GENOVA Orale aula B4
26/03/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno il 16 aprile e il 14 maggio alle ore 15:00.
16/04/2020 15:00 GENOVA Orale
14/05/2020 15:00 GENOVA Orale
04/06/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno l'11 e il 25 giugno alle ore 9:30.
04/06/2020 10:00 GENOVA Scritto
11/06/2020 09:30 GENOVA Orale aula B5
25/06/2020 09:30 GENOVA Orale aula B5
02/07/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno il 16 e il 30 gennaio alle ore 9:30.
02/07/2020 10:00 GENOVA Scritto aula G3A
09/07/2020 09:30 GENOVA Orale aula B4
23/07/2020 09:30 GENOVA Orale aula B5
09/09/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno il 9 e il 23 luglio alle ore 9:30.
09/09/2020 10:00 GENOVA Scritto aula G3B
17/09/2020 09:30 GENOVA Orale aula B4
30/10/2019 10:00 GENOVA Scritto aula G2A
31/10/2019 10:00 GENOVA Scritto Prove orali il 14 novembre e il 5 dicembre alle 15:00.
09/01/2020 10:00 GENOVA Scritto La prova orale si terrà il 17 settembre alle ore 9:30.
09/01/2020 10:00 GENOVA Scritto aula G3B
16/01/2020 09:30 GENOVA Orale auala B4
30/01/2020 09:30 GENOVA Orale auala B4
06/02/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno il 13 e il 27 gennaio alle ore 9:30 e il 12 marzo alle ore 15:00.
06/02/2020 10:00 GENOVA Scritto aula G3B
13/02/2020 09:30 GENOVA Orale auala B4
27/02/2020 09:30 GENOVA Orale aula E1
12/03/2020 10:00 GENOVA Scritto
26/03/2020 09:30 GENOVA Orale aula B4
26/03/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno il 16 aprile e il 14 maggio alle ore 15:00.
16/04/2020 15:00 GENOVA Orale
14/05/2020 15:00 GENOVA Orale
04/06/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno l'11 e il 25 giugno alle ore 9:30.
04/06/2020 10:00 GENOVA Scritto
11/06/2020 09:30 GENOVA Orale aula B5
25/06/2020 09:30 GENOVA Orale aula B5
02/07/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno il 16 e il 30 gennaio alle ore 9:30.
02/07/2020 10:00 GENOVA Scritto aula G3A
09/07/2020 09:30 GENOVA Orale aula B4
23/07/2020 09:30 GENOVA Orale aula B5
09/09/2020 10:00 GENOVA Scritto Le prove orali si terranno il 9 e il 23 luglio alle ore 9:30.
09/09/2020 10:00 GENOVA Scritto aula G3B
17/09/2020 09:30 GENOVA Orale aula B4

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità

Non esistono propedeuticità formali. Tuttavia si consiglia di superare gli esami di Analisi matematica, Geometria e Fisica generale prima di sostenere l’esame di Fisica Tecnica.