Docente

prof. aggr. Stefano SAVINO

Crediti

6 CFU

Lingua

Italiano

Obiettivi formativi specifici

Il corso intende fornire agli allievi le conoscenze necessarie per formulare i bilanci di primo principio (energia) e di secondo principio (entropia) e per effettuare l'analisi energetica dei cicli termodinamici e dei processi di interesse dell'impiantistica termotecnica.

Competenze acquisite

- Bilanci dell'energia meccanica per sistemi chiusi ed aperti.
- Bilanci dell'energia (primo principio) per sistemi chiusi ed aperti.
- Bilanci di entropia (secondo principio) per sistemi chiusi ed aperti.
- Analisi energetica dei processi di combustione.
- Analisi energetica di componenti di impianti termici e di condizionamento dell'aria.
- Analisi energetica di cicli termodinamici (a gas ed a vapore) diretti ed inversi.

Programma

Sistemi di unità di misura: sistema internazionale di unità di misura (SI), con particolare riguardo alla definizione della scala di temperatura (2 ore).
Sistemi termodinamici: grandezze di stato e di scambio, trasformazioni; conservazione della massa; scambi di lavoro in sistemi chiusi e aperti; bilancio dell’energia meccanica per sistemi chiusi e per sistemi aperti monodimensionali in regime stazionario (9 ore).
Primo principio della termodinamica: formulazioni del primo principio della termodinamica per sistemi chiusi e aperti, energia interna, entalpia; rendimento di conversione dei cicli diretti, efficienza dei cicli inversi; calori specifici (7 ore).
Secondo principio della termodinamica: enunciati, reversibilità ed irreversibilità, cicli reversibili (Carnot), temperatura termodinamica, entropia; bilanci di entropia per sistemi chiusi e aperti (7 ore).
Gas ideali: equazione di stato, energia interna, entalpia, calori specifici, entropia; trasformazioni internamente reversibili (isocore, isobare, isoterme, isoentropiche, politropiche); diagrammi (p,v) e (T,s) dei gas ideali (6 ore).
Sostanze pure: diagrammi (p,T), (p,v), (T,s), (h,s), (p,h); equazione di Clausius-Clapeyron; fattore di comprimibilità, equazioni di stato dei gas reali (6 ore).
Miscele di gas: leggi di Dalton e di Amagat, frazione molare, frazione di massa e frazione volumetrica; proprietà termodinamiche delle miscele di gas ideali (3 ore).
Aria umida: proprietà termodinamiche dell'aria umida, diagrammi psicrometrici; principali trasformazioni di interesse tecnico dell'aria umida (6 ore).
Combustione: stechiometria, eccesso d'aria; bilanci energetici e poteri calorifici; temperatura d'uscita dei fumi (4 ore).
Cicli diretti a gas e a vapore: cicli ideali ad aria standard, Brayton-Joule, Otto, Diesel, misto (Sabathé); cicli Rankine a vapore saturo e surriscaldato (6 ore).
Cicli inversi a vapore: cicli a compressione di vapore (frigoriferi ed a pompa di calore); fluidi frigorigeni (4 ore).
Esercitazioni (14 ore).

Bibliografia

- Comini, G. e Savino, S., Fondamenti termodinamici dell'energetica, SGEditoriali, Padova, 2011 (ISBN 978-88-89884-27-0
- Eserciziario di Termodinamica Applicata, scaricabile dalla pagina web del materiale didattico

Modalità d'esame

prova scritta e orale