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1 IMPIANTI E STRUTTURE Corso di Laurea Specialistica PAAS Prof. Massimo Lazzari.

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1 1 IMPIANTI E STRUTTURE Corso di Laurea Specialistica PAAS Prof. Massimo Lazzari

2 2 IL CONTROLLO DELLA TEMPERATURA

3 3 Il movimento è il modo di esistere della materia. Lenergia è materia (E = m *c 2 ). Lenergia è movimento (L = F * s) Mai in nessun luogo c'è stata e può esserci materia senza movimento. Movimento nello spazio cosmico, movimento meccanico di masse più piccole nei singoli corpi celesti, vibrazione molecolare come calore o come corrente elettrica o magnetica, scomposizione e combinazione chimica, vita organica: sono queste le forme di movimento, nell'una o nell'altra o contemporaneamente in parecchie delle quali si trova, in ogni dato istante, ogni singolo atomo di materia cosmica. In realtà non esiste distinzione tra materia e movimento: sono la stessa cosa.

4 4 calore Energia in transito Energia = Lavoro = F * s Fenomeno per cui le molecole vibrano e trasmettono le loro vibrazioni urtandosi luna con laltra o attraverso lemissione di radiazioni.

5 5 calore Primo principio della termodinamica: il calore si trasferisce da un corpo a temperaura più elevata a un corpo a temperatura inferiore. La temperatura ci indica il livello di calore di un corpo e quindi ci permette di prevedere la direzione del trasferimento di energia. La termodinamica tuttavia non ci dice nulla riguardo al tempo. Ci dice che lenergia si sposta da un corpo allaltro ma non in quanto tempo Potenza = Energia/ tempo = Flusso di energia nellunità di tempo = W

6 6 UNITA di MISURA S.I. = SISTEMA INTERNAZIONALE Presentazione a parte

7 7 La temperatura negli allevamenti È il parametro sul quale si è maggiormente accentrata l'attenzione dei ricercatori e ciò sia per una sua indubbia notevole influenza sulla produzione, sia perché è certamente il parametro più semplice da controllare nel ricovero. I livelli di temperatura ottimali sono correlati all'età, alla razza ed al livello alimentare.

8 8 Come noto gli animali allevati, di interesse zootecnico, sono omeotermi; tendono cioè a mantenere costante la temperatura del corpo, grazie ad un complesso sistema di termoregolazione. Tale sistema è efficace entro un certo campo di variazione della temperatura esterna al di fuori del quale l'animale non è più in grado di mantenere il suo stato di omotermia, con situazioni allora di ipo o ipertermia, sino alla morte da freddo o da caldo.

9 9 Il campo di temperature all'interno del quale la produzione di calore è minima, ed è quindi massima l'energia dell'alimento che resta disponibile per la produzione, si indica come zona di termoneutralità, di confort o di benessere. Tale zona di massima produttività, è delimitata dalle temperature critiche inferiore e superiore al di là delle quali l'organismo deve spendere energia aggiuntiva per mantenere l'omeotermia.

10 10 Temperatura critica Approfondimento: direttiva svizzera sui parametri climatici per stalle.pdf

11 11 Conservare il calore durante la stagione fredda Disperdere il calore durante la stagione calda Sempre e comunque controllare il trasferimento del calore Condizionamento ambientale

12 12 Come si trasmette il calore sensibile: Conduzione Convezione Irraggiamento

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14 14 λ è la conducibilità termica e ci indica il flusso di calore (Watt) che passa attraverso uno spessore di materiale di 1 m per ogni °C di differenza di temperatura tra le due facce dello stesso.

15 15 materialeλ [W/m °C] Massa volumica [kg/m 3 ] Rame Acciaio Vetro12400 Gesso0, Cemento1,42000 Mattoni pieni0, Mattoni forati0, Legno0,14600 Calcestruzzo autoclavato 0,12500 Lana di vetro0,035100

16 16 Conduttanza (C) e resistenza termica (R) C = λ /s [W/m2 ·°C], con s = spessore materiale in [m] R = 1/ C = s / λ [m2 ·°C/W]

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20 20 Esercizio n.1 Quale è il flusso di calore che passa per conduzione da uno spessore di 20 cm di cemento armato sapendo che la conducibilità è di 0,93 [W/m · °C]. Quale è la resistenza termica della parete? C = λ /s = 0,93/0,2 = 4,65[W/m2 ·°C], R = s / λ = 0,2 / 0,93 = 0,21[m2 ·°C /W]

21 21 Conduzione di calore Flusso di calore che attraversa una generica superficie S quando si ha una temperatura interna pari a t 1 e una temperatura esterna pari a t 2 Q = C · S · (t2 – t1) [W],

22 22 Esercizio n.2 Quale è il flusso di calore che attraversa una superficie di 400 m 2 del materiale di cui allesercizio 1 quando la temperatura interna è di 18 °C e quella esterna di – 2 °C. Quale la quantità di calore Q die dispersa in una giornata? Q = 4,65 · 400 · 20 = 37200[W], Q die = ·24 /1000 = 892,8 [kWh]

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28 28 Resistenza complessiva conduzione + convezione di una parete R = 1/α i + s / λ + 1/ α e [m2 ·°C /W] 1/α i resistenza liminare interna parete 1/ α e resistenza liminare esterna parete 1/α i + 1/ α e = 1/20 + 1/15 = 0,15 [m2 ·°C /W] R = 0,15 + ( s / λ) [m2 ·°C /W]

29 29 Trasmittanza di una parete K = 1/R [W /m2 ·°C] Fondamentalmente si usa solo questo valore!!!!!

30 30 Esercizio n.3 Quale è la resistenza termica di una parete di 20 cm di cemento armato sapendo che λ = 0,93 [W/m · °C]? Quale è la sua trasmittanza? R = 0,15 + s / λ = 0,15 + 0,2 / 0,93 = = 0,36 [m2 ·°C /W] K = 1/R = 2,70 [W/m2 ·°C]

31 31 Pareti multistrato R = 0,15 + (s 1 / λ 1 + s 2 / λ 2 +….+ s n / λ n ) [m2 ·°C /W] K = 1/R

32 32 Intercapedini daria da 3 a 20 cm R = 0,18 [m2 ·°C /W]

33 33 Esercizio 4 si calcoli la trasmittanza di una parete composta da: stratoSpessore [m]λ Mattoni pieni0,120,5 Mattoni forati0,080,35 Intonaci interni ed esterni 0,020,8 Intercapedine0,05---

34 34 Calcolo R R = 0,16 + 0,18 + (0,12/0,5 +0,08/0,35 + 0,02/0,8) = 0,86 [m2 ·°C /W] Calcolo K K = 1/ 0,86 = 1,16 [W /m2 ·°C]

35 35 Esercizio 4 Quale sarà la trasmittanza K della parete precedente inserendo nellintercapedine un pannello isolante con spesso 3 cm e λ = 0,02 W /m2 ·°C R = 0,86 + 0,03/0,02 = 2,36 [m2 ·°C /W] K = 1/ 2,36 = 0,42 [W /m2 ·°C]

36 36 Esercizio 5 Quale sarà quantità di calore giornalmente disperso dalla parete precedente ipotizzando una Ti = 18 °C una Te = -2 °C e una superficie complessiva di 200 m2 Q die = K · S · 24 · (t i – t e )/1000 = 40,32 [kWh] Q = K · S · (t i – t e ) = 1680 [W]

37 37 Calore disperso dal pavimento

38 38 La trasmissione del calore attraverso il pavimento avviene prevalentemente sul perimetro esposto. Per calcolare il valore di K del pavimento si può usare una relazione empirica, valida per pavimenti con superficie maggiore di 25 m 2 : K p = * (S/P) * (S/P) -2 Dove: S è la superficie del pavimento; P è la somma della lunghezza dei lati esposti. Se è presente uno strato isolante:

39 39 Valore di K per pavimenti solidi in contatto con il terreno e con quattro lati esposti

40 40 Esercizio 6 Quale è la trasmittanza di un pavimento con 100 m di lunghezza e 16 m di larghezza. S = 100 ·16 = 1600 [m] P = ( ) · 2 = 232 [m] S/P = 1600/16 = 6,9 [-] Kp = 0,05 + 1,65 · (6,9) · (6,9) -2 = 0,28 [W /m2 ·°C]

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42 42 Esercizio 7 Parete R = 0,15+ 0,3/0,93 + 0,04/0,87 + 0,03/0,7 = 0,56 K= 1/R = 1/0,56 = 1,78

43 43 Esercizio 7

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51 51 La temperatura ambientale e la temperatura radiante hanno influenza sulla produzione di calore sensibile degli animali

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53 53 tab. 6.15

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55 55 Ricerca della temperatura di equilibrio


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