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Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE Meccanismo di trasferimento di energia termica che avviene tra una.

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1 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE Meccanismo di trasferimento di energia termica che avviene tra una superficie e un fluido, a temperature diverse e in moto relativo tra loro FORZATANATURALE  Il moto del fluido è dovuto ad agenti esterni forzanti Il moto del fluido è dovuto ad agenti interni

2 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE Sono presenti contemporaneamente fenomeni di scambio termico e di trasporto di massa È necessario determinare la velocità in ogni punto dello spazio È necessario determinare la temperatura in ogni punto dello spazio

3 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE IPOTESI Equilibrio locale Regime stazionario Il mezzo come continuo matematico

4 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE Ogni elemento di fluido subisce l’azione di varie forze, che possono suddividersi in due tipi: Forze di massa  forze che agiscono a distanza e sono dovute alla presenza di un campo. Forze di superficie  forze dovute al contatto diretto tra l’elemento fluido e l’ambiente circostante.

5 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE FORZE DI SUPERFICIE Normale alle superfici dell’elemento fluido Tangenziale alle superfici dell’elemento fluido  Forze di pressioneForze di taglio

6 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE Resistenza offerta dalla massa ad un’accelerazione esterna Forze di massa + Forze di superficie = Forze di inerzia II Legge della Dinamica

7 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE Resistenza offerta dal fluido al moto Viscosità  Coefficiente di viscosità dinamica

8 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE Viscosità  Coefficiente di viscosità cinematica

9 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Regimi di moto LaminareTurbolento L’interazione tra filetti fluidi contigui può avvenire solo per diffusione È presente un trasporto di massa e di energia di tipo “convettivo”

10 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Strato limite fluidodinamico Spessore dello strato limite: distanza dalla superficie solida in corrispondenza della quale w(y) è il 99% di w 

11 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Strato limite fluidodinamico  All’esterno dello strato limite gli effetti della viscosità sono trascurabili

12 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Strato limite fluidodinamico x>x L   (x)=r  Moto completamente sviluppato

13 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Strato limite fluidodinamico LaminareTurbolento

14 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Profili di temperatura NATURALEFORZATA

15 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Profili di velocità NATURALEFORZATA

16 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Relazione di Newton  Assume valori diversi a seconda che la convezione è naturale o forzata La convezione forzata è un meccanismo di trasmissione del calore più efficace di quello naturale

17 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Rappresentano una misura dell’importanza relativa tra due grandezze fisicamente e dimensionalmente omogenee  Giocano un ruolo rilevante nell’analisi dimensionale e nella teoria dei modelli 

18 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Numero di Nusselt

19 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Numero di Nusselt  

20 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Numero di Nusselt  

21 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Numero di Nusselt 

22 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Numero di Reynolds 

23 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Numero di Prandtl 

24 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Numero di Grashof 

25 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore Numeri caratteristici Numero di Rayleigh 

26 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE EQUILIBRIO LOCALE Le equazioni di equilibrio applicabili su un sistema macroscopico sono applicabili anche localmente

27 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE REGIME STAZIONARIO Tutte le grandezze esterne (velocità, energia cinetica, etc.) ed interne (pressione, temperatura, densità, etc.) sono indipendenti dal tempo

28 Tecnica del Controllo Ambientale – A. A. 2004/05 Trasmissione del Calore CONVEZIONE CONTINUO MATEMATICO Solido: le dimensioni geometriche che definiscono il corpo in esame sono grandi rispetto alle dimensioni di ogni singolo cristallo di cui il solido è composto. Fluido:


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