Scambio termico e di massa

POLITECNICO DI APPUNTI

MILANO LEZIONI

-

SCAMBIO TERMICO MASSA

DI

E Niro

2023-2024 A

PROF

a a

. . . .

INDICE

0 .

IRRAGGIAMENTO

1 . TRASMISSIONE CALORE

DEL GAS

2 NEL

. (Stazionaria)

.

3 CONDUZIONE

4

4. NON

CONDUZIONE STAZIONARIA

di

. MASSA

DIFFUSIONE Specie

di

5

.

6 CONVEZIONE NATURALE

7 CONVEZIONE

. IRRAGGIAMENTO

1

. 1[m]

I 1100186106210010214106 100

RAYS WAVES

GAMMA XRAYS RADIO

IR

UV

Spettro elettromagnetico 7

4 0

0

: .

.

103 microonde u

cic

1 vax1

c

v = 1 100

0

N[MM]

s

04 6 m

.

E

caratteristiche

La termica

radiazion natura)

ha .

(doppia

DIREZIONALITÀ LUNGHEZZA DONDA

2 c

:

solitamente

matematica

risoluzione coordinate cartesiane striche

la da

Per passiamo a :

1

z

ANGOLOf-angloatimutale de

adx) 2)

(0

(rispetto (1)

. X 00

Annalow-anglodizenit (rispettoz)10th) 12

i

da

= [nad]

dx

PIANO

ANGOLO dAn

Y E

dAn

dw [sn]

ANGOLO SCIDO X

= M (3)

2 za I du

·

Passaggio solido

angolo

da piano <a wi dat

rie

dAn bih dAn didT

sind

re ,

= = o

b msintd)

r'd1 viX

dAn dod

sind

=

= dw = = di

h M

ndi M2

= 7

def fondamentale T

L'INTENSITA

grandezza

La è I

RADIAZIONE

DI : dAn

⑪ dAn

-

1 p

A

dAn

di Contana

pridungare supenticie

considero il 2)

maggio du

venso

se una P

fascio

allargamento (DIVERGENZA)

(al del

limite 0) no .

L pdA

un

+

pere dA

, filo

il (no

nostre applicazioni consideriamo

Nelle cono)

maggio come un . nariamente grandezze

queste

L'area al

perpendicolare

dan di

maggio propagazione : (vero se

e Jupisotropa)

variano con

Fida) da osservata dallo strumento

dAn cost "DIPENDENZA SECONDARIA"

ara

=

=

dQ [W/msaym] f(1

direz

In di .

intensità radiazione T)

W

= monocram .

.

dAndwal . .

solo

uguali

di da

dAn mi 0)

(8

L'area quella

di direzione

propagazione L

osservazione in

se

sono pango

e = .

dQe(s) (quantità <0

dA

superficie

proprietà della

H In cost POT emessa

det EMESSA

= .

dAdwdA o

mnonvaria

Parliamo di lo di con

valore direzione a

Il

stesso V

RADIAZIONE DIFFUSA misuro

se directions

è

f(0 uguale

detto Hi

vicé 7) che Hiscar

In in ogni

misura sia (T)

ma non

,

, velocità

dQe

(va a perché

F edAn vanno

/2) O

In cost

0 stessa :

a

per con

= . POLARE 10

fare

Per consideriamo tutte dalla

di conto le

mediati

valori direzioni captate

su totalidT)

(GRANDEZZE

di monocranatiche

simistina didT

centrata emissione

punto

P

in EMISFERICHE o :

dQeB) dQe' [W/m2] Condine infinitesimo)

Ex di

E

POTERE EMISSIVO MONOCROMATICO TOT = =

C dA

di

dA

(EMISFERICO) Indice

A =

In e

= (Sinelik]

In[2

d)

(intensità

diffusa di

hp El #In

radiazione indipendente da

sup = =

. Udinezione A

.

C dettagliata

totale più

di da

En (posso grandezza .

E sempre

caso passare una a meno)

una

= dQi(2 (3)

Il dQi

In

tra definiamo

Distinguiamo G

intensità incidente

ed A Gi

IRRADIANZA

emessa : = = dAdi

dA

dell'energia

mediate

(ic semistina

emisferiche centrata P)

grandezze

41 sulla in

e le l'intensità

tutte infine

direzioni Consideriamo

da

incide punto che proviene

che (2)

&Ge

+

su un . J

=

+riflessa definiamo JeJ1

I Wim

madiazione

di UDM

RADIOSITA- da

emessa e m

.

Consideriamo 0)

(T wi

SUPERFICIE OPACA anniva maggio

Su un

una

ona = X

In base tipo

incidente riflessione

al distinguiamo

. di in : An

ri

On Pi

RIFLESSIONE SPECULARE

.

1 Se -

= diffusa

A e a

gic In

RIFLESSIONE SEMISPECULARE

2

. n

* rad inc .

e

in .

ogni

A rad

- .

(Sup mattal

3

. RIFLESSIONE DIFFUSA rift

M

T

. .

⑯

In &

nitles la incidente

rad .

Il superficie

ideale incidente

e tutta f

la

assorbe radiazione

che O

caso una -"a

angolo parliamo di

incidenza

di (buco +

F1

De SUPERFICIE lindl

CORPO NERO

NERA

: O =o

spacal

(inconda superficie

assorbita

dunque

. madiazione

dsup La viene

ID)

. &

- interno di

2 superficie L'assorbimento

di

Tassamba

altra .

data

che più

a non superficie

qualsiasi

la

all'infinito poi del (TAMB)

in

certo T

momento

continua da = Fmatiniale)

un compo

ma stazionario all'assorbimento

più stato (spettro

maggiunto emissione di

ho pari emissione

uno con

cresce

non : superficie del

incidente)

quello

diverso sulla

da diversi stessa

Consideriamo incidenti

maggi

totalmente .

ideale entranti

valuto (incidenti

uscenti ed

maggi

tipo tremolante

: maggio se

dimasal

da parte

arriva ogni

superficie

tutto la

quello lascia

arriva anche

ins

4 Eb

= (tenomeno

meccanismo diverso

.

SUP ID con

ma un

. ↑

riflessione

OTh incidente)

spetto

(spettaco

Eb + > *

=

.

SUP ID

.

É El altra

dunque superficie

anche che

EMETTITORE IDEALE

un Rispetto

ideale temperatura

emette alla

data T

ad

più quella

di una . [WIm] [WIm"]

100 T"

la

vale Th

relazione STEFAN-BOLTEMANN

COSTANTE

O

Eb 67 DI

5 0 can

=

= .

.

le caratteristiche direzionali

Valutiamo : faccio 8 lab

7 misuro

variare e

,

ideale e

supereticie assorbitone

un

una Il Ilb

diffuso 7)

emettitore (Ib (0

+ a

Vohclastessa

un

e Of stessa

Ib lab

no

,

1

⑫

N Nu PALARE CARTESIANO

70 If

g T/2 O 2

analizzo

Torniamo data

considerare temperatura quello

cavità ad T che

una

a e

una ne

francese farellino diffuso litropole

dal modo

farellino

il

missione) emette in

:

.

Excardw

(d) OT" (forellino superficie

verifico vale ideale

Eb

che = teat

=

Se ideale

la

chiudere superficie

di cavità (B) al

posta

(A)

immagino suo

e una ⑫

entrambi

TB enettono

dunque le

TA ostruiamo

CN

interno avrei che

+ came se in

e

0 :

= cavità

é

costanti nella

radiazione

il

temperature di

> EM

rimangono campo

del 1

tipo (Non Rispetto

della

dal cavità )

materiale .

dipende

nero

compo a :

Elb TIAb

ideale intensità si

ho

emette FA andamento

stessa = conve non

un carpo con

non un

, M incriciano mai

T

10 massimo

to) Tdata

in

campana una

per

a con a

un .

, ·

*

Ti

"

C dil "

OT sullo sottesa

Es spettico Jamea

Eb energia emesca

= = .

. ,

. A

- >

-

Ni

al

9) massimo sposta

il della del

T

si secondo

in verso inesure

se compo N00000

T it

E

descritta

sperimentale TA

dalla T 2898/m cice

WIEN .

LEGGEDI

curva

una per

.

: . =

trova visibile

visibile

La Madiazione nello del

si spettro

è Exb1

se

EM analitica +(1

7]

[0 delle 5000

Descrizione Eb T)

0

4 T

curve

m

. :

= =

, .

. , ·

F

100 m/s

998

Co 2

2hc = .

.

dove

Elb 1034J

6

n .

625

= . O

(h-1] =

[exp .

15 10-13 T/ [pm]

V 30

1 1)

-- >

.

= .

diston PLANCK

. 7

0 4 0 .

.

vibraz

modello materia

EKel

En

I wa .

=

matematici

Modelli : Elba RAYLEIGH-JEANS

E 2π

w ⑧

= fisica

= modello

pote non

renché softer

A

area a

infinita

è

2 22

Ex e

.

allora 2 U2x4/12 PLANCK

(sbagliato) .

a

= 12 S Co/v

n =

tipo lenergia continua)

E discretizzata

Planck modello

considera hr quantizzazione

invece y

un :

= frazione

della la

Consideriamo

materia dell'energia banda

di

.

e : Ellb *

:

S Es di T)

Elb(1 T) For

For (1

,

= =

= ,

Eb(T) :

1 di

Emb

+[0

funzione 1]

[0

definita 0)

la tipo

andamento

è in con un al di Tlacurva si

Fon cresume

. , a

"Faldi]

arcobale

la

Ricavo relazione 12]

[11

.

signcide intervallo

in un :

,

(EdEst Eb()[Fo(Tid-)

= .

FOTO

(M

fondamentali

Punti Non Calcolo

è

: allora

arrivare

necessario 0 +

a r :

o .

g Fol

NT

Test di integrazione

=Th 0

o

Idn

Fa 81

1500 0

· =

-1) . 99

0

13000 .

1

D

ho

1/ I Fol

Fo a

(NT)

(AT)

& =

= 1) 11

-

I

Punti importanti

IT

ottengo I

sigmode che >

unica varia .

una con : A T

NoT 199T

(TS 5800) totalmente disgiunto

del sele

di

Lo