Riassunto esame Impianti Termotecnici, prof. Di Perna Costanzo

Conduzione termica

La conduzione termica è un meccanismo di scambio termico a livello microscopico tra due materiali, solidi o fluidi, a contatto tra di loro senza movimento macroscopico. Le particelle di un corpo sono soggette a dei moti casuali e la loro velocità, quindi la loro energia cinetica, è tanto più alta quanto aumenta la loro temperatura. Le particelle dei corpi a contatto, movendosi, compiono degli urti elastici tra di loro scambiando energia cinetica. A livello macroscopico si vede un movimento del flusso da punti a temperatura più alta a punti a temperatura inferiore. Se la zona di movimento delle particelle è più grande, la possibilità di urti sarà minore e quindi si avrà minor scambio termico. Ciò comporta che nei gas la conduzione sia minore rispetto ad un fluido dove la densità è più alta e le particelle sono più vicine tra di loro, garantendo una maggiore probabilità di urti.

Convezione termica

La convezione termica è un meccanismo di scambio di energia che si ha ad esempio tra un solido e un fluido in movimento che entrano in contatto tra di loro e sono soggetti ad una differenza di temperatura o anche tra due fluidi in movimento. L'esempio classico è il contatto tra un termosifone e l'aria da scaldare. L'aria è a contatto con la parete del termosifone e quando questa si scalda si ha conduzione termica e quindi interazione tra le particelle del solido e quelle del fluido, portando ad un aumento di temperatura di quest'ultimo e di conseguenza ad una diminuzione di densità. L'aria a contatto con la superficie calda diventa quindi più leggera di quella fredda creando un movimento ascendente (convezione termica). Questo movimento fa sì che anche l'aria fredda si muova avvicinandosi al termosifone e aumentando lo scambio termico. Questa combinazione di conduzione termica e convezione naturale dell'aria prende il nome di convezione termica. Ovviamente se il fluido viene spinto con pompe o compressori contro la superficie calda si avrà un maggiore scambio termico (Convezione Forzata), ma dovrò considerare aumento di dimensioni, costo, etc., dell'impianto.

Convezione naturale

La convezione naturale si verifica quando il movimento del fluido è causato da differenze di temperatura nel fluido stesso, senza l'ausilio di forze esterne come pompe o ventilatori.

Irraggiamento termico

L'irraggiamento termico è un meccanismo di scambio di energia che consiste nello scambio di onde elettromagnetiche tra particelle cariche in movimento a causa dell'agitazione termica. Diversamente da conduzione e convezione, l'irraggiamento avviene anche in caso di vuoto tra due corpi (es. sole nello spazio). Visto che ogni corpo a temperatura superiore allo zero assoluto è costituito da particelle in moto con velocità e quindi energia.