- Docente: Ruben Scardovelli
- Crediti formativi: 6
- SSD: ING-IND/19
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Ruben Scardovelli (Modulo 1) Sandro Manservisi (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Specialistica in Ingegneria energetica (cod. 0455)
Conoscenze e abilità da conseguire
Il corso si prefigge come obiettivo principale l'introduzione ai
fenomeni di trasporto di massa, quantita' di moto ed energia nei
sistemi bifase, e la formulazione e risoluzione di problemi
associati ai fenomeni con cambiamento di fase quali l'ebollizione e
condensazione.
Il corso prevede anche la presentazione di varie tecniche numeriche
e discussione di numerose applicazioni industriali della teoria del
trasporto bifase.
Contenuti
Introduzione: Richiamo dei principi ed equazioni fondamentali della
termodinamica. Sistemi di coordinate. Vari operatori matematici.
Equazioni del trasporto di massa, quantita' di moto ed
energia.
Fisica delle interfacce: definizione della zona di interfaccia.
Tensione superficiale. Analisi termodinamica della tensione
superficiale. La forza capillare nelle equazioni di Navier-Stokes.
Bagnabilita' di una superficie. Angolo di contatto e condizioni al
contorno.Interfacce. Condizioni al contorno per i modelli ad un
fluido ad una e due velocita'. Stabilita' delle interfacce.
Instabilita' di Kelvin-Helmholtz e instabilita' di Rayleigh-Taylor.
Flussi bifase isotermi: Modello bifase a due fluidi. Modello a due
fluidi monodimensionale. Equazioni miste per il modello
monodimensionale a due fluidi. Mappe dei regimi bifase in condotti
orizzontali e verticali. Il modello omogeneo e quello eterogeneo.
Determinazione dei moltiplicatori bifase e della frazione di vuoto.
Modelli di Martinelli-Nelson-Lockhart e di Boroczy.
Fisica del cambiamento di fase: Stati metastabili, stabilita' di
fase e curva spinodale. Nucleazione omogenea ed eterogenea.
Crescita di una bolla in un liquido surriscaldato. Ebollizione in
piscina: vari regimi, modelli e correlazioni. Condensazione esterna
a gocce ed a film.
Flussi bifase non isotermi: Ebollizione convettiva in condotti e
vari regimi. Ebollizione sottoraffreddata e satura e flusso critico
di calore. Condensazione interna convettiva e vari regimi.
Testi/Bibliografia
Liquid-vapor phase-change phenomena. V.P. Carey. Series in Chemical
and Mechanical Engineering. H.P.C. (1992)
Note dei docenti
Metodi didattici
Le lezioni saranno integrate con esercitazioni di laboratorio informatico.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Esame finale scritto seguito da prova orale
Strumenti a supporto della didattica
Lezioni ed esercitazioni sono in parte svolte con l'ausilio della lavagna luminosa, del PC e del videoproiettore.
Orario di ricevimento
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