Miei appunti personali presi con latex di Fisica tecnica applicata

D

del tubo e è la

�

viscosità cinematica del

fluido. Se il

Re < 2300

moto è laminare, se Re

il moto è

> 4000

turbolento.

Fattore di Attrito (f) È un coefficiente

f = ... adimensionale che

dipende dal numero di

Reynolds e dalla

scabrezza relativa

(e/D) del tubo. Per il

moto turbolento, si

calcola con formule

empiriche complesse

come l’equazione di

Colebrook-White, che

è implicita e va risolta

iterativamente.

L’equazione di Miller è

una sua

approssimazione

esplicita.

Perdita di Carico Rappresenta la perdita

Rd = f * (L/D) *

Distribuita di energia per unità di

(W^2 / 2) peso di fluido dovuta

all’attrito lungo un

tratto di tubo di

lunghezza e diametro

L

D.

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Descrizione Formula Spiegazione

Caduta di Pressione Converte la perdita di

Δpd = Rd * �

Distribuita carico (espressa in

metri) in una caduta di

pressione (espressa in

Pascal), dove è la

�

densità del fluido.

2.3 Dimensionamento della Pompa

La pompa deve fornire al fluido l’energia necessaria per vincere tutte le perdite

di carico del circuito.

Descrizione Formula Spiegazione

Prevalenza Totale La prevalenza è la

Δp = Δpd + Δpsc

(Δp) pressione totale che la

pompa deve fornire. È

la somma di tutte le

perdite di carico

distribuite (Δpd) e

concentrate (Δpsc)

dell’intero circuito.

Potenza Idraulica È la potenza

Pid = Δp * V'

della Pompa effettivamente ceduta

dalla pompa al fluido.

È la potenza meccanica

Potenza Meccanica Pp = Pid / �p assorbita dalla pompa.

della Pompa è il rendimento della

�p

pompa (sempre < 1),

che tiene conto delle

inefficienze interne.

Un dato interessante: la

Incremento di ΔT = Pp / (� * c *

Temperatura potenza assorbita dalla

V') pompa, a causa delle

inefficienze, si converte

in calore e provoca un

leggero aumento della

temperatura del fluido

stesso. è il calore

c

specifico del fluido.

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Capitolo 3: Progettazione di Scambiatori di Calore a Pias-

tre

Lo scambiatore di calore è il componente dove il calore raccolto dal circuito

idraulico viene ceduto a un altro fluido (es. l’aria esterna o un circuito frigorif-

ero). Gli scambiatori a piastre sono compatti ed efficienti.

3.1 Principi di Scambio Termico

L’efficienza di uno scambiatore dipende dalla sua capacità di trasferire calore tra

due fluidi a temperature diverse. Questo processo è governato dal coefficiente

globale di scambio termico (U), che tiene conto della convezione su entrambi

i lati e della conduzione attraverso la parete che li separa.

Descrizione Formula Spiegazione

Coefficiente Globale (W/m²K) è l’inverso

U = 1 / (1/hh + s/� U

(U) della somma delle

+ 1/hc) resistenze termiche:

convezione lato caldo

(1/hh), conduzione della

parete (s/�) e

convezione lato freddo

(1/hc). Per piastre

sottili, la conduzione è

spesso trascurabile.

3.2 Il Metodo dell’Efficacia-NTU

Questo metodo permette di calcolare la potenza termica effettivamente scambi-

ata senza dover calcolare le temperature di uscita dei fluidi.

Descrizione Formula Spiegazione

Capacità Termica (W/K) rappresenta il

C' = m' * c C'

Istantanea flusso di energia termica

associato a un fluido. m'

è la portata in massa e

il calore specifico. Si

c

calcola sia per il fluido

caldo (C'h) che per

quello freddo (C'c).

Rapporto Capacità È il rapporto tra la

C'r = C'min / C'max

Termiche capacità termica

minima e quella

massima tra i due fluidi.

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