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CONVEZIONE FORZATA NATURALE
Meccanismo di trasferimento di energia termica che avviene tra una superficie e un fluido, a temperature diverse e in moto relativo tra loro FORZATA NATURALE Il moto del fluido è dovuto ad agenti esterni forzanti Il moto del fluido è dovuto ad agenti interni
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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
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CONVEZIONE IPOTESI Equilibrio locale Regime stazionario
Il mezzo come continuo matematico
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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.
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CONVEZIONE FORZE DI SUPERFICIE
Normale alle superfici dell’elemento fluido Tangenziale alle superfici dell’elemento fluido Forze di pressione Forze di taglio
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CONVEZIONE II Legge della Dinamica
Forze di massa + Forze di superficie = Forze di inerzia Resistenza offerta dalla massa ad un’accelerazione esterna
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CONVEZIONE Viscosità Resistenza offerta dal fluido al moto
Coefficiente di viscosità dinamica
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Coefficiente di viscosità cinematica
CONVEZIONE Viscosità Coefficiente di viscosità cinematica
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È presente un trasporto di massa e di energia di tipo “convettivo”
Regimi di moto Laminare Turbolento L’interazione tra filetti fluidi contigui può avvenire solo per diffusione È presente un trasporto di massa e di energia di tipo “convettivo”
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Strato limite fluidodinamico
Spessore dello strato limite: distanza dalla superficie solida in corrispondenza della quale w(y) è il 99% di w
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Strato limite fluidodinamico
All’esterno dello strato limite gli effetti della viscosità sono trascurabili
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Strato limite fluidodinamico
x>xL (x)=r Moto completamente sviluppato
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Strato limite fluidodinamico
Laminare Turbolento
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Profili di temperatura
NATURALE FORZATA
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Profili di velocità NATURALE FORZATA
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Assume valori diversi a seconda che la convezione è naturale o forzata
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
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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
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Numeri caratteristici
Numero di Nusselt
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Numeri caratteristici
Numero di Nusselt
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Numeri caratteristici
Numero di Nusselt
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Numeri caratteristici
Numero di Nusselt
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Numeri caratteristici
Numero di Reynolds
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Numeri caratteristici
Numero di Prandtl
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Numeri caratteristici
Numero di Grashof
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Numeri caratteristici
Numero di Rayleigh
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CONVEZIONE EQUILIBRIO LOCALE
Le equazioni di equilibrio applicabili su un sistema macroscopico sono applicabili anche localmente
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CONVEZIONE REGIME STAZIONARIO
Tutte le grandezze esterne (velocità, energia cinetica, etc.) ed interne (pressione, temperatura, densità, etc.) sono indipendenti dal tempo
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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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