Introduzione ai Fenomeni di Trasporto

Indice INTRODUZIONE AI BILANCI………………………………………………...……1 EQUAZIONI COSTITUTIVE……………………………………….….……………….……2 TRASFERIMENTO MOLECOLARE DI CALORE (CONDUZIONE)……….……………..….……3 TRASFERIMENTO MOLECOLARE DI MATERIA (DIFFUSIONE)………………………….……4 TRASFERIMENTO MOLECOLARE DI QUANTITÀ DI MOTO (MOTO LAMINARE)………….……5 COEFFICIENTE DI TRASFERIMENTO DI ENERGIA……………………………….…………10 COEFFICIENTE DI TRASFERIMENTO DI MATERIA……………………………….……...…15 BILANCIO MACROSCOPICO DI MATERIA………………………………….……18 BILANCIO MACROSCOPICO DI ENERGIA………………………………….….…20 BILANCIO DELL’ENERGIA MECCANICA…………………………………………….……26 BILANCIO MACROSCOPICO DI QUANTITÀ DI MOTO…………….………….…...30 Introduzione ai bilanci I bilanci sono la traduzione matematica di: • Conservazione della materia nel caso dei bilanci di materia. • Conservazione dell’energia nel caso dei bilanci di energia. • Secondo principio della dinamica nel caso dei bilanci di quantità di moto. L’aspetto fondamentale delle equazioni di bilancio è che non è possibile scriverne una se non è stato preliminarmente individuato il volume di controllo, non ha alcun senso scrivere un’equazione di bilancio se non si è individuato il dominio nella quale essa deve essere applicata. Andiamo ad individuare i tipi di bilanci che è possibile scrivere: Tipi di Bilancio Integrali o macroscopici Locali o microscopici Tutte le dimensioni del volume di controllo risultano essere finite. Almeno una delle dimensioni del volume di controllo risulta essere infinitesima. Si applicano quando le proprietà del sistema (es. Temperatura, concentrazione) all’interno del volume di controllo risultano essere uniformi, ossia risultano essere le stesse in tutti i punti del volume di controllo, oppure quando non siamo interessati alla loro variazione all’interno del volume di controllo, ma siamo interessati alle proprietà medie all’interno del volume di controllo. Si applicano quando le proprietà variano nello spazio nella direzione in cui stiamo considerando la dimensione infinitesima. In questo caso siamo interessati a studiare il profilo di quella variabile in una o più direzioni dello spazio. Esiste un’ulteriore classificazione riguardante i bilanci di materia: Bilancio di Materia Componente: se consideriamo una miscela tale bilancio si riferirà unicamente all’iesimo componente presente nella miscela. In questo caso bisognerà scrivere un bilancio per ogni componente. Globale: se consideriamo una miscela il bilancio globale si riferirà all’intera miscela. Facciamo alcuni richiami su: 1. Equazioni costitutive: sono le equazioni che rappresentano le leggi fisiche che regolano i fenomeni di trasporto molecol