FISICA TECNICA II
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- GIUSEPPE EMMI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ING-IND/10
Obiettivi formativi
- Il corso rappresenta uno dei tre insegnamenti riguardanti la Fisica Tecnica e gli Impianti. Nello specifico, il corso presenta l’applicazione pratica dei principi della Fisica Tecnica ai sistemi termodinamici di maggior interesse per corsi di Laurea in Architettura.
I temi e le occasioni didattiche sono espressamente orientati a fornire conoscenze di base, con particolare riferimento alla Termodinamica, all’Acustica e alla Fluidodinamica.
Le principali conoscenze riguardano:
- le grandezze e i principi fondamentali della termodinamica classica
- i principi della termodinamica e la loro applicazione
- i principali cicli termodinamici, con focus primario su quelli impiegati nella climatizzazione e nello sfruttamento di energie rinnovabili
- i sistemi e i processi di base per il trattamento dell’aria umida ai fini della climatizzazione ambientale
- la caratterizzazione del fenomeno sonoro nel campo dell’acustica tecnica (grandezze fisiche di interesse, normativa, monitoraggio, .)
- i metodi per il controllo e l’attenuazione del rumore in campo aperto e in ambienti confinati
- i principi fondamentali della fluidodinamica nel campo dell’idrostatica e dell’idrodinamica
Le abilità di maggiore rilievo riguardano:
- conoscenza e interpretazione dei fenomeni fisici di base ai fini dell’analisi e della risoluzione di bilanci energetici di sistemi termodinamici chiusi e aperti
- identificare e valutare aspetti energetici e prestazionali dei principali cicli termodinamici rappresentativi dei fenomeni reali mediante l’ausilio di modelli semplificati
- analizzare i sistemi a pompa di calore, nelle diverse modalità per la climatizzazione ambientale (aria, acqua, suolo)
- definire, comprendere e analizzare i principali trattamenti dell’aria umida ai fini della climatizzazione ambientale
- analizzare e progettare sistemi per il controllo acustico in campo libero e confinato
- saper risolvere circuiti in pressione, comprensivi dei principali elementi impiantistici (pompe, valvole, ...) Prerequisiti
- Prerequisiti del corso sono la conoscenza di:
- analisi matematica e calcolo differenziale
- concetti fondamentali della meccanica dei corpi
Possono quindi sostenere l’esame solo coloro che hanno sostenuto gli esami di:
- Fisica Tecnica I
- Analisi Contenuti del corso
- Il corso prevede 60 ore di didattica frontale, organizzate in lezioni ed esercitazioni suddivise in più parti (Termodinamica, Acustica e Fluidodinamica)
TERMODINAMICA e FLUIDODINAMICA
Grandezze fisiche e unità di misura fondamentali della termodinamica. Sistemi termodinamici chiusi e aperti. Le proprietà di un sistema termodinamico. Le diverse forme di energia. L'equilibrio termodinamico. Le trasformazioni termodinamiche. Gas perfetti e reali. 1° e 2° Principio della Termodinamica. Cicli termodinamici diretti (Otto, Diesel, Brayton, Rankine) e inversi (frigorifero a compressione). Pompe di calore e valorizzazione di sorgenti termiche rinnovabili (aria, suolo, acqua). Miscele di aria e vapor d’acqua (aria umida). Trattamenti di base nel campo della climatizzazione.
Cenni di fluidodinamica. Viscosità. Moto laminare e turbolento. Dissipazioni energetiche e calcolo semplificato degli impianti idraulici in pressione.
ACUSTICA
Acustica fisica: suoni puri e complessi, spettri acustici, bande d'ottava e di terzi d'ottava, equazione delle onde, onde piane e sferiche, decibel e operazioni con i decibel, livelli sonori, caratteristiche direzionali delle sorgenti, riflessione, rifrazione e diffrazione. Acustica psicofisica: l'organo dell'udito, caratteristiche della sensazione uditiva, curve isofoniche, mascheramento uditivo. Acustica degli ambienti aperti: attenuazione per divergenza geometrica, diffrazione, assorbimento atmosferico e del suolo, gradienti termici, vento. Cenni sul rumore da traffico veicolare, i modelli semi-empirici. Acustica degli ambienti chiusi: onde stazionarie, riverberazione, equazione di bilancio dell'energia sonora, relazioni di Sabine e di Eyring, comportamento acustico e correzione acustica degli ambienti, cenni di acustica geometrica, materiali e strutture fonoassorbenti. Isolamento dai rumori aerei, legge di massa, effetto di coincidenza, potere fonoisolante dei divisori. Metodi didattici
- Il metodo didattico prevede:
-lezioni frontali, anche supportate da presentazioni in PowerPoint
-esercitazioni in aula sui temi specifici presentati durante le lezioni
-presentazione di strumentazione tecnica
Le lezioni sono principalmente svolte con l’ausilio di videoproiettore e lavagna per presentare i diversi temi e l’organizzazione dei problemi proposti. Le slide del corso, pur presentando i medesimi contenuti, sono principalmente impiegate come sintesi dei contenuti della lezione e per esporre schemi ed esempi pratici. I libri di testo suggeriti sono parte integrante del materiale del corso.
Le esercitazioni sono svolte alla lavagna con ausilio di slide e rimangono disponibili negli appunti del corso.
La strumentazione è presentata e applicata direttamente in aula e rimane disponibile per l’applicazione in ambito di tesi. Modalità di verifica dell'apprendimento
- Le modalità di verifica dell’apprendimento dello studente prevedono per i frequentanti: la possibilità di svolgere due verifiche parziali scritte durante lo svolgimento delle lezioni e/o in alternativa lo svolgimento di una prova unica durante le sessioni di esami. In tutti e due i casi le verifiche consistono in una prova scritta. Ogni prova scritta è costituita da più esercizi, unicamente pertinenti ai temi svolti a lezione e durante le esercitazioni, inclusi dei quesiti di tipo teorico. Nel caso delle due parziali, ad ogni prova è attribuita una votazione in trentesimi; il voto complessivo risultante dalle due prove è valutato come media pesata sul monte ore complessivo delle due parti (1/3 per Acustica; 2/3 per Termodinamica e Fluidodinamica). A scelta del candidato, il positivo superamento delle due prove scritte parziali consente di sostenere una prova orale aggiuntiva per migliorare il voto, ovvero di conseguire direttamente la votazione ottenuta nelle sole prove scritte.
In tutti gli altri casi, il voto finale è ottenuto in base ad una unica prova scritta su tutti gli argomenti affrontati a lezione che include anche quesiti teorici oltre ad esercitazioni di tipo numerico.
Per sostenere le prove parziali e/o la prova scritta unica è richiesta la frequenza al corso. Testi di riferimento
- Libro “Yunus A. Cengel, Termodinamica e Trasmissione del Calore Mc Graw Hill Milano”
Libro “Yunus A. Cengel, Meccanica dei fluidi Mc Graw Hill Milano”
Libro “P. Ricciardi, Elementi di acustica e illuminotecnica Mc Graw Hill Milano”
Libro “A. Magrini, Progettare il silenzio, Edilizia - Quaderni per la progettazione, EPC”
Appunti del corso
