Formulario, Fisica tecnica

CALORE NECESSARIO AL CAMBIO DI TEMPERATURA:

Dt

Q = C H O Massa Calore specifico H2O: 4186 J/kg°K = 1 kcal/kg°K

• •

sp 2

P = Q/t

FLUSSO PER CONVEZIONE:

ø hc S (t - t )

= • • aria superficie

Coefficiente di scambio termico convettivo:

per convezione naturale:

per superfici verticali: - campo laminare: hc=1,42 (Dt/L) [W/ m °K]

0,25 2•

- campo turbolento: hc=1,31 (Dt/L) [W/ m °K]

0,33 2•

per superfici orizzontali: - campo laminare: hc=1,32 (Dt/L) [W/ m °K]

0,25 2•

- campo turbolento: hc=1,52 (Dt/L) [W/ m °K]

0,33 2•

per convezione forzata:

- se la velocità dell'aria < 5 m/s : hc=5,62 + 3,9 V [W/ m °K]

2•

elocità aria

- se la velocità dell'aria > 5 m/s : hc=7,2 V [W/ m °K]

0,78 2•

•

FLUSSO PER RADIAZIONE:

ø s s

Corpo nero: S T = 5,67 10 W/m K

4 -8 2• 4

= • • • ø s(T

2 corpi neri: F S = F S -> F = F S / S = F S - T )

24 14

12• 21• 12• 12• 1•

1 2 21 1 2

e e

ø a

s

Corpo grigio: S T -> =

4

= • • • lmax

Lunghezza d'onda più frequente: T

•

ø

Coefficiente radioattivo semplificato: = hr S (T - T )

• 1•

12 1 2

ø ø

Flusso radioattivo: = hr*S(t - t ) hr*= hr t - t -> = hr S(t - t )

•

r s mr s mr r s a

t - t

s a

n n

r a a= r

t t

Emissività: + + = 1 -> 1 - - = 0,0 = %

FLUSSO PER ADDUZIONE:

ø ø ø ø ø

= hr (t - t ) = hc (t - t ) = (hr+hc) (t - t )

•S •S •S

r c a r c

s a s a + = s a

Adduttanza o coefficiente liminare: ha = (hr+hc) ne esistono 2:

- hi(interno)= 8 W/m K

2•

- he(esterno)= 23 W/m K

2•

FLUSSO ATTRAVERSO LE PARETI:

l=

Conducibilità: Q t s u.m.: [W/m K°]

(calore)• (tempo)• (spessore) •

t S

D (temperatura) (superficie)

•

l/s

Conduttanza: C = u.m.: [W/m K°]

2•

Resistenza termica specifica: R = 1/C = s/l u.m.: [m K°/W]

2•

Trasmittanza: U= 1 __ u.m.: [W/m K]

2•

S S

1/hi + s/l + 1/C + 1/he

• • onduttanza

ø

Trasmissione termica: = U S(t - t )

• i e ø

Temperatura interstiziale: t = ti - /(U S)

interstiziale)•

interstiziale (i -

FLUSSO TRA AMBIENTE RISCALDATO E NON: ø

H =S U S H =S U S H = (H H ) =H (t - t )

iu• ue• iu• •

iu iu ue ue nr ue nr i e

H H

iu + ue

IRRADIAZIONE SOLARE:

d: + 23,45° al solstizio d'estate, - 23,45° al solstizio d'inverno

F: latitudine.

d = 23,45 sen N = numero del giorno in cui si effettua il calcolo

•

w : valori positivi prima delle 12 e negativi dopo le 12, alle 12 = 0

b= arcsen(cosFcosdcosw + senFsend)

a= arcos F ->F al solstizio d'estate è 0°

Q= g)seny

arcos [cosbcos(a- + senbcosy]

b a g y b y

R = cos cos( - )sen + sen cos

b cosFcosdcosw+senFsend

F = (1 - cosy)/2

c

F = (1 + cosy)/2

v

w w

= arcos(- tgFtgd) -> in radianti -> : 360 = x : 2π

s s

w

la durata della giornata: D = (2 )/15

• s

l'ora in cui sorge il sole: O = 12 - D/2

S

H = 7,5 Mj/m d -> in Wh/m -> H : 7,5 10 /3600

2 2 6

•

d d

w w

I = H π /24 (cos -cos )

d• •

d s

w

sinw - cosw

s•

s s

H = 18,2 Mj/m d -> Wh/m -> H : 18,2 10 /3600

2 2 6

•

b b

H = H +H

b d

a = 0,409+0,5016 sen(w -1,047)

• s

b = 0,6609-0,4767 sen(w -1,047)

• s

w

I = H I (a + b cos ) ΣI = sommatoria degli I di tutte le ore

• •

d d d

ΣI (a + b cosw) dall'alba al tramonto

•

d

I = I -I

b d r

I = I R + I F + I F

b• d• • •

t b v c

H = (I h )

•

t t i

FLUSSO ATTRAVERSO IL VETRO DI RIFERIMENTO:

a

t

= I + Ni I + U(te - ti)

Ø • • • Q=

t = coefficiente di trasmissione = t cos (Q) angolo di incidenza

j

j

I = radiazione totale incidente sul vetro

Ni = frazione dell'energia solare assorbita = U/he = 0,26

a Q=

= coefficiente di assorbimento = a cos (Q) angolo di incidenza

j

j

CALCOLO SEMPLIFICATO: = FGS + U(te - ti)

Ø a a

t t

Fattore di guadagno solare: FGS = I + I + (I +I )Ni

b• d+r• b• d+r•

b d+r b d+r

I = irradiazione diretta

b

I = irradiazione diffusa + riflessa

d+r Q=60°

t= coefficiente di trasmissione con

a= Q=60°

coefficiente di assorbimento con

Fattore di guadagno solare SEMPLIFICATO: FGS = F I -> F è fornito per alcune località

•

FLUSSO ATTRAVERSO ALTRI TIPI DI VETRO:

= SC FGS + U(te - ti)

Ø •

SC = coefficiente di ombreggiamento (è sempre < 1) = FGS*/FGS

FGS*= del vetro specifico t

FGS = attraverso il vetro di riferimento = I + Ni(a I)

• •

U(te - ti) = attraverso il vetro specifico

IMPIANTO SOLARE TERMICO: D t

Se produce acqua calda e riscaldamento: X = A Fr' U (tr - ta) Y = A Fr'( )N

• • • •

L L L

X e Y sono da calcolare mese per mese

A = superficie piastra assorbente

Fr' = quanto bene è estratto dal pannello

U = coefficiente di dispersione termica del collettore [W/m k]

2

L

tr = 100°C

ta = temperatura media mensile dell'aria sterna

Dt = n° secondi nel mese

L = carico termico mensile dell'utenza [J]

ta = 0,85

H = irradiazione giornaliera media mensile [J/m gg]

2

N = n° dei giorni del mese

Se produce solo acqua calda: Xc = X(11,6 + 1,18 tw + 3,86 tm - 2,32 ta)

• • •

100 - ta

F = 1,029 Y - 0,065 X - 0,245 Y + 0,0018 X + 0,00215 Y

2 2 3

• • • • •

tw = temperatura dell'acqua al consumo

tm = temperatura dell'acqua nell'acquedotto

ta = temperatura media mensile dell'aria sterna

r

Fabbisogno di calore per l'acqua calda: L = [q Cp (tw - tm) P g] 10%

g• H2O• • • • •

q = circa 60 l/P g

g ersona iorno

r = 1

P = n° di persone

g = giorni 10% = coefficiente di maggiorazione = 1,1