Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Alessia ARTECONI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT15] INGEGNERIA PER LA SOSTENIBILITÀ INDUSTRIALE First Cycle Degree (3 years) - [IT15] SUSTAINABLE INDUSTRIAL ENGINEERING
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2023-2024
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/10 - FISICA TECNICA INDUSTRIALE
Italiano
Italian
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.
Lezioni di teoria: 54 ore
Esercitazioni: 18 ore
Theory: 54 hours
Exercises: 18 hours
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.
The course allows students to acquire the basic knowledge related to the principles of appliedthermodynamics, heat transfer and air treatment. This studies, by integrating the knowledge acquiredin physics courses, will constitute a deeper base that will increase the knowledge of the thermo-mechanical sector, so that the student will acquires a better awareness of the wider multidisciplinarycontext of engineering, with a clear reference to the aspects connected with systems and technologiesof production and energy conversion and of air- conditioning systems.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
In order to acquire the fundamental tools and the basic elements to understand the thermodynamicprocesses, the heat transfer mechanisms, that allow the student to address problems related topractical applications: operation mechanisms of heat exchangers, of the cooling systems. The studentmust be able to understand the causes of technological behaviors already analyzed in other coursesthat are commonly addressed in engineering practice. This ability will be used through a number ofvocational skills, such as: 1. the ability to understand the various thermodynamic cycles; 2. the abilityto identify the heat exchange mechanisms; 3. the ability to understand the issues associated with thehumid air treatment.
Transversal Skills.
The execution of shared classroom exercises, will help students to improve either the level of workingindependence, and the ability to communicate that also stems from the teamwork, and the ability tolearn independently and to draw conclusions
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.
General information on applied thermodynamics and some elements of thermometry. Equilibrium thermodynamics. Thermodynamic diagrams. Vapor, ideal gas and incompressible substances. First thermodynamic principle for closed and open systems. Application to machine tools and engine tools and to machineries of practical usage. Second thermodynamic principle. Clausius and Kelvin postulate. Thermodynamic cycles, engines and refrigerators. Direct and inverse Carnot cycle. Entropy. Gas and vapor direct thermodynamic cycles. Simple vapor compression thermodynamic cycles. moist air. Enthalpy of moist air. Psychrometric chart. Processing and treatment of moist air. Thermal exchange systems. Thermal conduction in stationary condition. Electrical analogy and resistive model. Thermal convection. Flow range. Adimensional groups and connections of practical usage. Thermal radiance. Radiance emitted by blackbody and real surfaces. Thermal exchange between blackbody, grey body and cavities. Combined mechanisms of thermal exchange. Heat exchanger.
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 state 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 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 punteggio 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 has to solve 4 numerical exercises related to the technological applications that were covered in class. In the second part, the student must answer 4 questions on theoretical topics chosen from those presented in class. The time available for the test as a whole is 120 minutes. Following this test, the student must take a further oral test in which the topics covered in class are discussed.
Learning Evaluation Criteria.
To successfully pass the exam, the student must demonstrate, through the test described above, to have assimilated the concepts contained in the program
Learning Measurement Criteria.
A thirty points scale is used for grading, with “cum laude” used to express distinction in passing the examination
Final Mark Allocation Criteria.
The final grade on the written exam will consist of the sum of points obtained by the student in each question: the exercises have a total weight of 60% and the open questions of 40% on the total score of the written exam. The written exam has a weight of 70% while the oral exam of 30% on the final evaluation.
G.Cesini, G.Latini, F.Polonara. Fisica Tecnica. CittàStudi, Torino, 2017. ISBN: 9788825174038
pagina web: https://learn.univpm.it
G.Cesini, G.Latini, F.Polonara
Fisica Tecnica
Città Studi, Torino, 2017
ISBN: S9788825174038
web page: https://learn.univpm.it
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2023-2024
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
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