FISICA TECNICA II
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2017/2018
- Docente
- MICHELE BOTTARELLI
- 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 Acustica, alla Termodinamica e alla Fluidodinamica.
Le principali conoscenze riguardano:
- la caratterizzazione del fenomeno sonoro (grandezze fisiche, normativa, monitoraggio)
- i metodi per il controllo e l’attenuazione del rumore in campo aperto e in ambienti chiusi
- le grandezze e i principi fondamentali della termodinamica classica
- i principali cicli termodinamici, con focus primario su quelli impiegati nella climatizzazione e nello sfruttamento di energie rinnovabili
- i sistemi e le tecniche di base per il trattamento dell’aria
- i principi fondamentali dell’idrostatica e dell’idrodinamica
Le abilità di maggiore rilievo riguardano:
- la progettazione di sistemi per il controllo acustico in campo libero e confinato
- la soluzione dei bilanci energetici di sistemi termodinamici chiusi ed aperti
- gli aspetti energetici e prestazionali dei principali cicli termodinamici
- la dimestichezza con i sistemi a pompa di calore, nelle diverse modalità per la climatizzazione indoor (aria, acqua, suolo)
- l’impostazione e soluzione dei principali trattamenti a tutt’aria e del controllo dell’umidità
- la risoluzione di circuiti in pressione, comprensivi dei principali elementi impiantistici (pompe, valvolame, …) 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 1
- Analisi Contenuti del corso
- Il corso prevede 60 ore di didattica frontale, organizzate in lezioni ed esercitazioni suddivise in due parti (Acustica, Termodinamica e Fluidodinamica)
Parte Prima - ELEMENTI DI ACUSTICA, 20 ore
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.
Fonometria: catena strumentale e rilievo acustico.
Parte seconda - ELEMENTI DI TERMODINAMICA e FLUIDODINAMICA, 40 ore
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. Cenni sui cicli termodinamici diretti (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. Trattamenti in climatizzazione.
Cenni di fluidodinamica. Viscosità. Moto laminare e turbolento. Dissipazioni energetiche e calcolo semplificato degli impianti idraulici in pressione. 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’aiuto della lavagna, attraverso cui si presentano i diversi temi e l’organizzazione dei problemi proposti. Le slide, pur presentando integralmente i medesimi contenuti, sono principalmente impiegate per supportare schemi ed esempi pratici.
Le esercitazioni sono svolte alla lavagna e rimango disponibili negli appunti del corso.
La strumentazione è presentata e applicata direttamente in aula e rimane eventualmente disponibile per l’applicazione in ambito di tesi. Modalità di verifica dell'apprendimento
- Le modalità di verifica dell’apprendimento prevedono durante le lezioni una prova scritta per ognuna delle due parti del corso, riservata ai soli studenti in corso. Ogni prova scritta è costituita da più esercizi, unicamente pertinenti ai temi svolti a lezione e durante le esercitazioni. 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 prove scritte consente di sostenere la prova orale limitata ai temi del test a minor punteggio, 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 prova orale, svolta discutendo i temi del corso sulla base di uno o più problemi pratici proposti dal docente. Testi di riferimento
- Parte prima
P. Ricciardi, Elementi di acustica e illuminotecnica Mc Graw Hill Milano
A. Magrini, Progettare il silenzio, Edilizia - Quaderni per la progettazione, EPC
Appunti del corso disponibili sul minisito dedicato
Parte seconda
Yunus A. Cengel, Termodinamica e Trasmissione del Calore Mc Graw Hill Milano
Yunus A. Cengel, Meccanica dei fluidi Mc Graw Hill Milano
Appunti del corso disponibili sul minisito dedicato
