Scuola Politecnica
Corso di Studi: Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica
Anno di Corso: I
Denominazione Insegnamento: Heat Transfer
Codice Insegnamento:
Crediti Formativi: 6
Settore Scientifico Disciplinare: ING-IND/10
Tipo Insegnamento: monodisciplinare
Docente Titolare: Priarone Antonella
Obiettivi Formativi
Il corso introduce i principi della trasmissione del calore nei suoi meccanismi fondamentali
(conduzione, convezione e irraggiamento) e illustra alcuni esempi di applicazione pratica. Lo
studente dovrà dimostrare un'approfondita conoscenza dei diversi meccanismi di scambio termico
ed essere in grado di applicarne le leggi fondamentali a semplici problemi ingegneristici. Lo scopo è
quello di fornire allo studente le basi per l’analisi termica dei processi di produzione e
trasformazione energetica.
Programma
CONDUZIONE: Equazione generale della conduzione; tipi condizioni al contorno; resistenze
termiche; raggio critico di isolamento; problema dell’aletta; corpo sottile; corpo solido semiinfinito;
soluzione numerica alle differenze finite.
CONVEZIONE: Introduzione, analisi dimensionale; equazione conservazione della massa;
equazione della quantità di moto: fluidi newtoniani ed equazione Navier-Stokes; equazione
conservazione dell’energia; adimensionalizzazione delle equazioni in convezione forzata e numeri
adimensionali; analogia di Reynolds; cenni di turbolenza; soluzione analitica di Blasius per lastra
piana; convezione forzata in condotti; convezione naturale: ipotesi di Boussinesq;
adimensionalizzazione delle equazioni in convezione naturale e numeri adimensionali.
IRRAGGIAMENTO: Definizioni fondamentali; Corpo nero e superfici grigie; scambio termico per
irraggiamento tra superfici nere e grigie.
SCAMBIATORI DI CALORE: Classificazione; metodo della differenza di T media logaritmica;
metodo dell’efficienza-NTU.
Attività didattiche
Lezione
Esercitazione
Laboratorio
Corso integrativo
ore previste
48
0
0
0
Riferimenti bibliografici
 Y. Cengel, A. Ghajar: Heat and Mass Transfer: Fundamentals and Applications, McGraw-Hill,
2010
 Incropera, DeWitt, Bergman, Lavine: Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley and
Sons, 2011
 A.Bejan, Heat Transfer, John Wiley and Sons, Inc, 1993
Organizzazione del corso e modalità esame
Lezioni frontali, con svolgimento di esercizi in aula
Esame orale
Propedeuticità
Laurea triennale in Ingegneria Industriale o titolo equivalente.
Objectives
The course introduces the fundamentals of heat-transport controlled phenomena in its fundamental
mechanisms (conduction, convection and thermal radiation) and shows some examples of practical
application. The student will demonstrate a deep knowledge of the different heat transfer
mechanisms and to be able to apply the fundamental laws to simple engineering problems. The goal
of this course is to provide to the student the basis for the thermal analysis of energy transformation
and production processes.
Program
HEAT CONDUCTION: General heat conduction equation; boundary and initial conditions; the
thermal resistance concept; critical radius of insulation; heat transfer from finned surfaces; lumped
system analysis; transient heat conduction in semi-infinite solids; finite difference formulation of
differential equations in heat conduction.
HEAT CONVECTION: Fundamentals; dimensional analysis; conservation of mass equation;
conservation of momentum equations: newtonian fluids and Navier-Stokes equations; conservation
of energy equation; nondimensionalized forced convection equations and similarity; analogies
between momentum and heat transfer; turbulence; Blasius solutions of convection equations for a
flat plate; forced convection in tubes; natural convection: Boussinesq hypothesis;
nondimensionalized natural convection equations.
THERMAL RADIATION: Fundamentals; blackbody and gray surfaces radiation; radiation heat
transfer: black surfaces and diffuse, gray surfaces.
HEAT EXCHANGERS: Classification; the log mean temperature difference method; the
effectiveness–NTU method.