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Codice:  
Course code:
9414
Anno accademico:
Academic year:
2010-2011
Titolo del corso:
Course title:
C.I. di termofluidodinamica (Scambio termico convettivo)
Thermo Fluid Dynamics (Convective Heat Transfer)
Modulo:  
Module:
Unico
Docente 1:
Teacher 1:
COSSALI Gianpietro
Ruolo Docente 1:
Teacher 1:
Professori Ordinari
Modalitą 1:
Type 1:
Convenzionale
Settore scientifico-disciplinare:
Reference sector:
ING-IND/10 Fisica tecnica industriale
Anno di corso:
Year of degree course:
primo
First
Facoltą:
Faculty:
Ingegneria
Modalitą di frequenza:
Type:
Non obbligatoria
Semestre:
Semester:
1
Sottoperiodo:
Sub period:
Numero totale di crediti:
Total credits:
2.5
Carico di lavoro
Workload
Attività frontale:
Lectures:
18.0
Esercitazioni:
Applied activities:
6.0
Studio individuale:
Individual work:
0.0
Attività didattica a piccoli gruppi:
Group work:
0.0
Seminari:
Seminars:
0.0
Laboratori:
Laboratories:
0.0
TOTALE (voci sopra-elencate):
TOTAL:
24.0
Ore di lezione settimanali:
4.0
Prerequisiti:
Prerequisites:
Obiettivi formativi:
Educational goals:
Contenuto del corso:
Course contents:
I meccanismi di trasporto dell?energia. Simbologia e convenzioni. Richiami di fluidodinamica: equazioni di conservazione in forma differenziale e integrale. Il trasporto di massa: equazione di conservazione della specie chimica. Equazioni costitutive: legge di Newton, postulato di Fourier, legge di Fick, analogie. Proprietą termofisiche dei materiali. Definizione del coefficiente di scambio termico convettivo. Strato limite dinamico, termico e di concentrazione. Approssimazioni di strato limite ed equazioni semplificate. Adimensionalizzazione delle equazioni e delle condizioni al contorno.L?analogia tra il trasporto di massa, di energia e di quantitą di moto. Numeri dimensionali. Il coefficiente di attrito, numeri di Nusselt e di Sherwood. L?analogia di Reynolds. L?analogia di Chilton-Colburn. Cenni agli effetti della turbolenza. Flussi esterni: lastra piana, metodo di Blasius per il regime laminare, soluzione del problema termico e di scambio di massa, coefficienti locali e medi, il caso dei metalli liquidi. Regime turbolento: lastra piana (con trattazione del regime misto), convezione esterna ad un cilindro, convezione esterna ad una sfera. Il caso dei fasci tubieri. Flussi interni: Il condotto cilindrico in regime laminare: flusso completamente sviluppato e flusso termicamente sviluppato, le condizioni a temperatura ed a flusso termico uniforme, i profili di temperatura longitudinali e radiali. Soluzione analitica del problema laminare. Il problema della regione d?ingresso (problema di Graetz). Il regime turbolento: la correlazione di Dittus Boelter. Uso delle analogie. Condotti a sezione non cilindrica. Convezione naturale: soluzione del caso laminare per lastra piana verticale. Effetto della turbolenza. Lastra piana orizzontale. Cilindro orizzontale. Canali verticali ed inclinati.
Energy transport mechanisms. Symbology and conventions. Revision of fluid dynamics: conservation equations in differential and integrated forms. Mass transfer: conservation of chemical properties equation. Constituent equations: Newton's law, Fourier postulate, Fick's law, analogies. Thermophysical properties of materials. Definition of the convective heat transfer coefficient. Dynamic, thermal and concentration boundary layers. Approximations of boundary layers and simplified equations. Adimensionalisation of equations and boundary conditions. Analogies between mass, energy and momentum transfer. Dimensional numbers. Friction coefficient, Nusselt number, Sherwood number. The Reynolds analogy. The Chilton-Coburn analogy. Effects of tubulence. External flows: flat plates, Blasius method for laminar regime, solution of the problems of heat and mass transfer, local and average coefficients; liquid metals. Turbulent regime: flat plate (with mixed regime treatment), external convection to a cylinder and a sphere. Tubular bundles. Internal flows: cylindrical conduction in laminar regime (fully developed flow and thermal fully developed flow), constant wall temperature and constant wall heat flux conditions, longditudinal and radial temperature profiles. Analytical solution of the laminar problem. Entrance region: the Graetz problem. Turbulent regime: the Dittus Boelter correlation. Use of analogies. Non-cylindrical ducts. Natural convection: solution of the laminar problem for vertical flat plate. Effect of turbulence. Horizontal flat plate. Horizontal cylinder. Vertical and tilted channels.
Testo di riferimento 1:
Course text 1:
Fundamentals of heat and mass transfer F.P.Incropera, D.P. De Witt John Wiley & Sons Chapters 6-7-8-9.
Metodi didattici:
Teaching activities:
Struttura della verifica del profitto:
Assessment:
orale
oral
Descrizione verifica del profitto:
E' facoltativa la presentazione di una relazione di fine corso su argomenti concordati col docente, che verrą valutata e discussa in sede d'esame.
Students have the option of making an end-of-course presentation on a subject previously approved by the course leader, to be discussed and evaluated at the exam.
Lingua di insegnamento:
Teaching language:
italiano
Italian
Altre informazioni:
Other information:
 
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