Schemi di fisica tecnica ambientale e illuminotecnica

Calore

Φ = Q / t [W = J/s]

Conduzione

Conduttività

λ [W/m^k] = [W/m^c°]

Capacità del materiale di condurre il calore (detta anche conducibilità)

Postulato di Fourier

Φ = λ/S · S · (t₁ - t₂) = C · S(t₁ - t₂) = 1/R · S(t₁ - t₂)

Conduzione

Conduttanza

C = λ/S [W/m²·K]

Resistenza

R = S/λ [m²·K/W]

Convezione

Φ = h_c · S · (t_s - t_p)

• t_s = t°superficie
• t_p = t°fluido
• h_c [W/m²·K]

Resistenza Convettiva

R = 1/h_c [m²·K/W]

si può scrivere: Φ = 1/R · S · (t_s - t_p)

Irraggiamento

Luce:

• α = assorbita
• ρ = riflessa
• τ = trasmessa

Corpo Nero (Legge di Stefan-Boltzmann)

Φ = O · S · T⁴ [W]

O = costante di Boltzmann; 5,67 · 10^-8 W/m²·K⁴

T = temperatura assoluta (sempre in Kelvin)

Emissività

ε = Φ/Φ_m (flusso concavo/flusso corpo nero)

ε = α (per i corpi grigi)

CALORE

_Φ̇ = _Q/_t [W = J/s]

PRINCIPI DI FISICA TECNICA

CONDUZIONE

CONDUTTIVITÁ

λ         [_W/_m·K]

(Capacità del materiale di condurre il calore detta anche conducibilità)

_Φ = _λ/_S · S · (t₁ - t₂)     · C · S (t₁ - t₂)     = ₁/_S S (t₁ - t₂)

CONDUTTANZA

C = _λ/_S [_W/_m²·K]

RESISTENZA

R = _S/_λ [_m²·K/_W]

CONVEZIONE

_Φ̇ = _hc · S · (t_S - t_P)

t_S = t^o superficie. t_P = t^o fluido.

RESISTENZA CONVETTIVA

R = ₁/_hc [_m²·K/_W]

si può scrivere:

_Φ̇ = ₁/_R S · (t_S - t_P)

IRRAGGIAMENTO

Luce:

• assorbita
• riflessa
• trasmessa

α (coefficiente di assorbimento) ρ (coefficiente di riflessione) τ (coefficiente di trasmissione) α + ρ + τ = 1

COSTANTE DI BOLTZMANN

σ = _5.67·10^-8 _W/_m²·K⁴

T = temperatura assoluta(sempre in Kelvin)

_Φ̇ = _σ · S · T⁴ [W]

EMISSIVITÁ ε = _Φ/_Φn (flusso conve) ε = α (per corpo grigi)

FATTORE DI VISTA (O FORMA):

_{F12 = F21}

• - _{Φ = σ S1 T1⁴ F12}
• - _{Φ = σ S2 T2⁴ F21}
• _{S1 x F12 = S2 x F21}

• _{Φ12 = Φ21 = S1 F12 σ (T1⁴ - T2⁴)}
• = _{S2 F21 σ (T1⁴ - T2⁴)} (per superficie nera)

- Più in generale (superficie ariaie):

_{Φ =}

• _{(ε1ε2 S1 F12)}
• ─────────────────── _{σ (T1⁴ - T2⁴)}
• _{1 - (1 - ε1)(1 - ε2) F12 F21}

Flusso per irraggiamento:

_{Φ = Rh^* Si (T1 - T2)} dove: R_h^* coefficiente radiativo semplificato

_{Tmnr = Σ Fsi ti} (temperatura media radiante)

- In generale:

_{Φ = hr^* S (ts - tmnr)}

hr = _{hr^* ts - tmnr} dove: _ta temperatura dell'aria

▶ _{Φ = hc S (ts - ta)}

ABDUZIONE TERMICA

Φ_a = Φ_c + Φ_r

• _{a = adduttivo}
• _{c = convettivo}
• _{r = radi}