Riassunto fisica tecnica

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Author: 23reds88

Revisionato il 14/05/2026

di 23reds88

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Riassunto di fisica tecnica, utile per la preparazione all'esame orale ma anche come base teorica (ci sono tutte le domande che chiede, dai vari cicli alla trasmissione del calore) …

Esame Fisica tecnica

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Baggio Paolo

Università Università degli Studi di Trento

A.A. 2013-2014

71 pagine

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Estratto del documento

Verifica del rischio di condensazione superficiale

La temperatura di rugiada è la temperatura alla quale inizia la condensazione raffreddando una massa di aria umida.

Bilancio di massa

Ipotizzando il problema stazionario (senza accumulo di calore) e conoscendo le temperature interne ed esterne, posso calcolare il flusso di calore passante attraverso la parete tramite l'equazione di Fourier:

Φ = \(\frac{T_i - T_e}{R_{tot}}\)

Da qui posso ricavare la T_sup interna tramite la legge di raffreddamento di Newton:

Φ = h_i (T_si - T_i)

La verifica per evitare condensa è che T_si ≥ T_r (T_rugiada).

La normativa UNI fa questo confronto introducendo i fattori di resistenza superficiale:

f_si,min = \(\frac{T_{si,min} - T_{ext}}{T_{int} - T_{ext}}\)

T_si,min = T_rugiada con φ = 98

Bilancio di massa aggiuntivo

La temperatura di rugiada è la temperatura alla quale inizia la condensazione raffreddando una massa di aria umida.

Bilancio di massa: m_ax_e + m_v = m_ax_i → umidità all'interno.

Ipotizzando il problema stazionario (senza accumulo di calore) e conoscendo le temperature interne ed esterne, posso calcolare il flusso di calore passante attraverso la parete tramite l'equazione di Fourier:

Φ/A = (T_i - T_e) / R_tot

Da qui posso ricavare la T_sup interna tramite la legge di raffreddamento di Newton:

Φ/A = h_i (T_si - T_i)

La verifica per evitare condense è che T_si ≥ T_r (T rugiada).

La normativa UNI fa questo confronto introducendo i fattori di resistenza superficiale:

f_si,min = (T_si,min - T_ext) / (T_int - T_ext)

T_si,min = T rugiada con φ = 98

T_si = T_si - T_ext = _{P_tot - P_si}/^{T_int-b - T_ext} verifica φ_si → φ_{si min}

La temperatura di rugiada è la temperatura cui la pressione di vapore è uguale alla tensione di vapore: ρ = ρ_st(T_a) sotto T_in si ha condensazione.

Bilancio ρ_v = ρ_ve + ΔρΔρ da tabelle φ_s = _{ρ_vi}/^ρ_st(T_r) ≤ 0.8

ρ_st(T_{si min}) = _{ρ_vi}/^φ_v → T_{si min} = f^-1(ρ_st)

Soluzione dell'equazione di trasmissione del calore

Risolvendo l'equazione di trasmissione del calore si ottiene il profilo della temperatura:

_∂c∂T/^∂t = Δ²(t) + A^oo = ∂²T/∂x² → d²T/dx² = o

Soluzione: T(x) = C₁x + C₂ → profilo lineare

T(0) = T₁ = C₂

T(l) = T₂ = C₁e + C₂ → C₁ = _{T₂ - T₁}/^e → T(x) = (_{T₂ - T₁}/^e)x + T₁

Ciclo inverso di Carnot

Questo ciclo descrive il funzionamento delle macchine frigorifere e pompe di calore, che trasferiscono calore da una sorgente termica a bassa T ad un pozzo con T maggiore, a spese di un lavoro esterno.

T₁ > T₂

Se lo scopo è di sottrarre calore da corpi a T più basso, il ciclo è frigorifero.

η = |Ω₂| / |L| = |Ω₂| / (|Ω₁| - |Ω₂|) = EER

Bilancio: |Ω₁| = (|Ω₂| + |L|) → |L| = |Ω₁| - |Ω₂|

Se invece lo scopo del ciclo è di cedere calore a corpi a T più elevata, il ciclo è detto pompa di calore.

γ = |Ω₁| / |L| = |Ω₁| / (|Ω₁| - |Ω₂|) = (|Ω₂| + |L|) / (|Ω₁| - |Ω₂|) = 1 + EER = COP

Fasi del ciclo

1-2: Compressione adiabatica mediante compressore

dΦ = 0 = dL + d'Q → L'₁₂ = h₁ - h₂ (c.o)

2-3: Condensazione del fluido a T₁ e p₁ costanti in uno scambiatore di calore detto condensatore, con cessione di calore.

dΦ = dQ + dL → Ω₂₃ = -h₃ - h₂

3-4: Espansione adiabatica con cessione di lavoro

dL + d'Q = 0 → L'₃₄ = h₃ - h₄

4-1: Evaporazione a T,p costanti

dΦ = dL + d'Q → Ω₄₁ = h₁ - h₄

Nella pratica questo ciclo non è realizzabile:

Non ho controllo sull’evaporazione ed è impossibile arrivare in 1 per avere poi una compressione isentropica.
L’espansore si trova a trattare un fluido con elevato contenuto di fase liquida; si creano bolle (cavitazione) che possono danneggiare il sistema.

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