Guida degli insegnamenti

Syllabus

Partially translatedTradotto parzialmente
[3I146] - FISICA TECNICATHERMAL SCIENCES [Cognomi M-Z]
Francesco CORVARO
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT05] INGEGNERIA MECCANICA First Cycle Degree (3 years) - [IT05] MECHANICAL ENGINEERING
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2019-2020
Anno regolamentoAnno regolamento: 2018-2019
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/10 - FISICA TECNICA INDUSTRIALE

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

Italiano

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Limiti, derivate, differenziali, integrali, equazioni differenziali in una variabile; elementi di struttura della materia; leggi della meccanica e dell'elettromagnetismo.

Basic knowledge of Calculus, Mechanics, Electricity and Magnetism.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

Lezioni di teoria: 54 ore
Esercitazioni: 18 ore

Theory: 54 hours
Exercises: 18 hours


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze di base sulla termodinamica applicata e la trasmissione del calore. Tali conoscenze, integrando le nozioni acquisite negli insegnamenti di analisi matematica e fisica, permetteranno di arricchire le competenze nel campo della termofluidodinamica, delle macchine a fluido e dei sistemi termici, in modo che lo studente acquisisca una chiara consapevolezza del più ampio contesto multidisciplinare dell'ingegneria, con un chiaro richiamo agli aspetti propriamente connessi con i sistemi e le tecnologie di produzione, trasporto e uso dell’energia e della progettazione di macchine e sistemi energetici.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Al fine di applicare i concetti fondamentali per una formazione ingegneristica di base nel campo industriale appresi durante lo studio, lo studente dovrà saper effettuare analisi di componenti e di semplici sistemi termici al fine di valutare le prestazioni energetiche di macchine a fluido e termiche e scegliere le soluzioni più idonee in relazione all'utilizzazione. Tale capacità si estrinsecherà attraverso una serie di abilità professionalizzanti, quali: 1) capacità di condurre analisi di primo principio sui componenti di macchine e sui sistemi operanti sui cicli termodinamici diretti ed inversi; 2) capacità di condurre analisi sulla trasmissione del calore in sistemi semplici operanti in regime stazionario con il metodo dell’analogia elettrica.


Competenze trasversali.

La capacità di risolvere problemi numerici contribuirà a migliorare sia il grado di autonomia di giudizio in generale, sia la capacità comunicativa che deriva dalla consapevolezza delle proprie competenze, sia la capacità di apprendimento in autonomia e di trarre conclusioni dello studente.


Knowledge and Understanding.

Students will learn the fundamentals of applied thermodynamics and heat transfer. Together with the fundamentals in mathematics and physics, this course will increase the knowledge in the fields of
thermofluid-dynamics, fluid machines and energy systems giving the student the awareness of the multidisciplinary context of engineering with particular focus on the issues related to the conversion, transmission and final uses of energy and to the design of fluid machines and energy systems.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

Aiming at applying the fundamentals of thermal sciences in the industrial sector, students must be able to perform analysis of components and basic energy systems in order to assess both the energy performance of fluid machines and the best technical solutions according to the operating context. The main skills acquired in the course are: 1) ability to perform first law analyses on components and on systems operating on direct and reverse thermodynamic cycles; 2) ability to perform heat transfer analyses on simple systems operating at steady state with the method of thermal resistance.


Transversal Skills.

The ability of solving numerical problems, together with the awareness of acquired competences, will improve the judgement autonomy of students, their communications skills and their learning ability.



PROGRAMMA PROGRAM

Contenuti (54 ore): Generalità sulla termodinamica applicata ed elementi di termometria. Termodinamica degli stati. I diagrammi termodinamici. Vapori, gas ideale, sostanze incomprimibili. Primo principio della Termodinamica per sistemi chiusi e per sistemi aperti. Applicazione a macchine operatrici e motrici e ad apparati di uso pratico. Secondo principio della Termodinamica. Postulati di Clausius e di Kelvin. Cicli Termodinamici motori e frigoriferi. Ciclo di Carnot diretto e inverso. Entropia. Cicli termodinamici diretti a gas ed a vapore. Cicli termodinamici a semplice compressione di vapore. Termodinamica dell'aria umida: grandezze e trasformazioni principali. Meccanismi di scambio termico. Conduzione termica in regime stazionario. Analogia elettrica e modello resistivo. Convezione termica. Regimi di flusso. Gruppi adimensionali e correlazioni di uso pratico. Irraggiamento termico. Radiazione da corpo nero e da superfici reali. Scambio termico tra corpi neri, corpi grigi e in cavità. Meccanismi combinati di scambio termico. Trasmittanza di pareti e condotti. Scambiatori di calore Esercitazioni in aula (18 ore): esercizi numerici sugli argomenti trattati a lezione, attinenti le applicazioni tecnologiche oggetto del corso.

Class lectures contents (54 hours): Introduction to thermodynamics. Basics of thermometry. State thermodynamics. Thermodynamics charts. Vapours, ideal gas, incompressible substances. First law of thermodynamics for closed and open systems. Application of first law to simple system components. Second law of thermodynamics. Clausius and Kelvin postulates. Direct and reverse thermodynamic cycles. Direct and reverse Carnot cycle. Entropy. Vapour and gas direct thermodynamic cycles. Vapour compression reverse thermodynamic cycle. Psycrometrics. Heat transfer mechanisms. Steady state conduction. Electric analogy and resistive model. Thermal convection. Flow regimes. Dimensionless numbers and correlations for practical use. Thermal radiation. Black-body and real-surfaces radiation. Heat transfer between black bodies, grey bodies within cavities. Heat transfer combined mechanisms. Walls transmittance. Heat exchargers. Class exercises (18 hours): numerical exercises related to technological applications learned during the course.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

La valutazione del livello di apprendimento consiste in una prova scritta divisa in due parti: Nella prima parte lo studente deve risolvere 4 esercizi numerici relativi alle applicazioni tecnologiche che sono stati trattate a lezione. Nella seconda parte lo studente deve rispondere a 4 domande su argomenti teorici scelti tra quelli esposti a lezione. Il tempo a disposizione per la prova nel suo complesso è di 120 minuti. A valle di questa prova, lo studente che abbia ottenuto una valutazione (sufficiente o insufficiente che sia) deve sostenere una ulteriore prova orale nella quale vengono discussi gli argomenti trattati a lezione.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento lo studente deve dimostrare, attraverso le prove descritte più sopra, di avere assimilato le nozioni contenute nel programma e di essere capace di risolvere correttamente esercizi numerici (del tipo di quelli svolti nelle esercitazioni in aula) attinenti le applicazioni tecnologiche oggetto del corso.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Viene attribuito un voto in trentesimi, con eventuale lode.


Criteri di attribuzione del voto finale.

I 4 esercizi di tipo numerico vengono valutati con un punteggio massimo complessivo di 60 punti su 100 (ad ogni esercizio viene attribuito un voto massimo compreso tra 10 e 20 punti, con somma totale pari a 60). Le 4 domande teoriche vengono valutate con un punteggio massimo complessivo di 40 punti su 100 (ad ogni domanda viene attribuito un voto pari a 10).Il voto in centesimi, ottenuto sommando il voto acquisito in ogni esercizio e/o domanda, viene riportato in trentesimi. Il punteggio finale è una media pesata tra il voto dello scritto (peso 70) e il voto dell'orale (peso 30). La lode viene attribuita a chi, oltre ad ottenere il punteggio massimo, dimostra una particolare padronanza della materia.


Learning Evaluation Methods.

The assessment of the learning level consists of a written test divided into two parts: in the first part, the student must solve 4 numerical exercises relating to technological applications that have been discussed in class. In the second part, the student must answer 4 questions on theoretical topics chosen amongst those discussed in class. The time available for the test as a whole is 120 minutes. After this first test, the student who has obtained a mark has to pass an oral test in which the topics covered in class will be discussed.


Learning Evaluation Criteria.

To successfully pass the exam, the student must demonstrate, through the tests described above, to have assimilated the concepts contained in the syllabus and to be able to properly solve numerical exercises related to technological applications learned during the course.


Learning Measurement Criteria.

A thirty points scale is used for grading, with “lode” to express distinction in passing the exam.


Final Mark Allocation Criteria.

The 4 numerical exercises are evaluated with a maximum total score of 60 points out of 100 (each exercise is given a maximum score of between 10 and 20 points, with a total of 60). The 4 theoretical questions are evaluated with a maximum total score of 40 points out of 100 (each question is given a score of 10).The vote in hundredths, obtained by adding the vote gained in any exercise and theoretical question, is converted in thirthyeths. The final vote is a weighted mean of the vote in the written test (weight 70) and in the oral test (weight 30). The "Lode" is given to those who, in addition to achieving the maximum score on the test, demonstrate to master very well the subject.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

G.Cesini, G.Latini, F.Polonara. Fisica Tecnica. CittàStudi, Torino, 2017. ISBN: 9788825174038
https://learn.univpm.it/course/view.php?id=7074

G.Cesini, G.Latini, F.Polonara. Fisica Tecnica. CittàStudi, Torino, 2017. ISBN: 9788825174038
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Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2019-2020
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2019-2020

 


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