Trasmissione di Calore e Termodinamica
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Questions and Answers

Quale metodo di trasmissione del calore non è menzionato nel contenuto?

  • Conduzione
  • Conduzione meccanica (correct)
  • Convezione
  • Irraggiamento
  • Qual è il risultato principale della fodera riflettente in un thermos?

  • Sostituisce l'aria con un gas inerte
  • Aumenta il flusso di calore
  • Riduce il tempo di raffreddamento (correct)
  • Impedisce la conduzione
  • Quale delle seguenti affermazioni riguarda i ponti termici?

  • Favoriscono l’isolamento termico
  • Sono sempre utili nella costruzione
  • Possono aumentare lo scambio di calore indesiderato (correct)
  • Riducendo il flusso di calore, migliorano le prestazioni energetiche
  • Quale processo di trasmissione del calore avviene attraverso un fluido in movimento?

    <p>Convezione</p> Signup and view all the answers

    In quale situazione è importante aumentare il flusso di calore?

    <p>In un radiatore dell'impianto di riscaldamento</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni riguardo alla trasmittanza termica è corretta?

    <p>Rappresenta la capacità di una superficie di trasmettere calore</p> Signup and view all the answers

    Quale nella lista rappresenta un metodo per ridurre lo scambio di calore?

    <p>Fodera riflettente</p> Signup and view all the answers

    Che tipo di energia è il calore nelle trasmissioni termiche?

    <p>Una forma di energia in transito</p> Signup and view all the answers

    Qual è il flusso di calore Φ, dato che $Q̇ = 800 ext{ W}$ e $A = 20 ext{ m}^2$?

    <p>40 W/m²</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore di R per il primo esempio, dato che $R = 0,5 ext{ m}^2 ext{K/W}$?

    <p>0,5 m²K/W</p> Signup and view all the answers

    Come si calcola il valore totale di R in un sistema multistrato?

    <p>Sommando i valori R di ciascun strato.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore di trasmittanza lineare 𝜓 per un telaio in legno con vetro doppio o triplo, utilizzando distanziatori in metallo?

    <p>0,06 W/mK</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore di trasmittanza lineare 𝜓 per un telaio metallico senza ponte termico, con doppia vetratura con bassa emissività?

    <p>0,05 W/mK</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'unità di misura per la conduttività termica $ ext{λ}$?

    <p>W/mK</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione sui ponti termici è corretta?

    <p>I ponti termici possono portare a una maggiore perdita di calore.</p> Signup and view all the answers

    Quale valore rappresenta la differenza di temperatura tra $T_1$ e $T_2$ nel primo esempio?

    <p>20 °C</p> Signup and view all the answers

    Qual è il risultato finale per $Q̇$ nel secondo esempio, sapendo che $A = 20 ext{ m}^2$?

    <p>138 W</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore di trasmittanza lineare 𝜓 per un telaio in PVC con vetro triplo e gas gap?

    <p>0,04 W/mK</p> Signup and view all the answers

    Quale valore non è corretto per una sezione del sistema multistrato?

    <p>R2 = 1,0 m²K/W</p> Signup and view all the answers

    Dove si trovano i principali ponti termici in un edificio?

    <p>Agli incroci di fronti e pavimenti.</p> Signup and view all the answers

    Nel sistema multistrato, cosa rappresenta il valore di 𝜆 del materiale?

    <p>La conduttività termica del materiale</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore di trasmittanza lineare 𝜓 per un telaio in alluminio con ponte termico e doppia vetratura con bassa emissività?

    <p>0,11 W/mK</p> Signup and view all the answers

    Quale materiale ha il valore di trasmittanza più basso per frame con vetro doppio con aria o gas?

    <p>Metallo</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti è un esempio di un ponte termico?

    <p>Un'intersezione di fronte e pavimento</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è corretta riguardo alla trasmittanza termica?

    <p>Un isolamento più spesso riduce la trasmittanza termica.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade al costo dell'isolante quando si aumenta lo spessore?

    <p>Il costo cresce linearmente.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'effetto di aumentare ulteriormente lo spessore dell'isolante oltre un certo limite?

    <p>Aumento significativo dei costi senza miglioramenti nelle prestazioni.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la principale differenza tra convezione naturale e convezione forzata?

    <p>Nella convezione naturale, il movimento del fluido è causato solo da differenze di temperatura.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il flusso laminare?

    <p>Le particelle si muovono in strati paralleli con bassa turbolenza.</p> Signup and view all the answers

    In che modo la trasmittanza cambia con l'aumento dello spessore dell'isolante?

    <p>Decresce in modo non lineare.</p> Signup and view all the answers

    In quale caso si utilizza tipicamente la convezione forzata?

    <p>Nei sistemi di raffreddamento dei motori.</p> Signup and view all the answers

    Perché è importante ottimizzare lo spessore dell'isolante?

    <p>Per bilanciare costo ed efficienza energetica.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio il trade-off tra costo e prestazioni termiche?

    <p>Un maggiore spessore non porta sempre a miglioramenti termici significativi.</p> Signup and view all the answers

    Cosa descrive la teoria dello strato limite?

    <p>La zona vicino alla superficie con variazioni significative di velocità e temperatura.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il comportamento del fluido in un contesto di flusso turbolento?

    <p>È caratterizzato da vortici e fluttuazioni.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'obiettivo principale nell'aumentare la resistenza totale della parete?

    <p>Migliorare le prestazioni termiche.</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore tipico di trasmissione termica per un telaio in PVC?

    <p>1,7 W/m2K</p> Signup and view all the answers

    Quale caratteristica è vera riguardo all'isolante quando lo spessore aumenta?

    <p>Il costo aumenta ma i benefici termici diminuiscono.</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione è falsa riguardo alla convezione naturale?

    <p>Il trasferimento di calore avviene solo per potrebbe mezzi di conduzione.</p> Signup and view all the answers

    Qual è una caratteristica distintiva del flusso turbolento rispetto al flusso laminare?

    <p>Intensa mescolanza e imprevedibilità del movimento.</p> Signup and view all the answers

    Quale tipo di vetro ha il valore di trasmissione solare $g$ più alto?

    <p>Vetratura singola</p> Signup and view all the answers

    Quale dispositivo è un esempio di convezione forzata?

    <p>Un ventilatore.</p> Signup and view all the answers

    Qual è la formula corretta per calcolare $U_5$ di una finestra?

    <p>$U_5 = \frac{A_6U_6 + A_1U_1 + \psi_6l_6}{A_6 + A_1}$</p> Signup and view all the answers

    Quale telaio ha il valore di trasmissione termica più basso?

    <p>Telaio in alluminio con ponte termico</p> Signup and view all the answers

    Qual è il valore tipico di trasmissione solare $g$ per i vetri selettivi singoli?

    <p>0,66</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti materiali ha il valore di trasmissione termica più alto?

    <p>Telaio in metallo</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il valore $U$ in una finestra?

    <p>La trasmissione termica</p> Signup and view all the answers

    Quale tipo di vetro ha il valore di trasmissione termica $U_6$ più basso?

    <p>Vetratura tripla selettiva</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Corso di Fisica Tecnica e Impianti - Trasmissione del Calore

    • Anno Accademico (AA): 2024-2025
    • Docente: Giuliano Dall'O', Dip. ABC – Politecnico di Milano

    Contenuti della Sessione

    • Introduzione e concetti di base sulla trasmissione del calore
    • Conduzione del calore in regime stazionario
    • Trasmissione del calore per convezione
    • Trasmissione del calore per irraggiamento
    • Calcolo della trasmittanza termica per pareti opache multistrato
    • Materiali da costruzione e materiali isolanti in edilizia
    • Ponti termici, teoria e concetti di base
    • Calcolo della trasmittanza termica per finestre

    Studio della trasmissione del calore per ridurre lo scambio

    • Thermos senza fodera riflettente: tempo di raffreddamento in poche ore
    • Thermos con fodera riflettente: tempo di raffreddamento in pochi minuti
    • Conduzione, Convezione, Radiazione sono i meccanismi coinvolti

    Studio della trasmissione del calore per aumentare lo scambio

    • Radiatore dell'impianto di riscaldamento
    • Radiatore per auto
    • Testata di un motore endotermico
    • Scambiatore di calore

    La trasmissione del calore

    • Il calore (Q) è una forma di energia in transito
    • Il passaggio di calore avviene se i sistemi hanno temperature diverse e non sono separati da pareti adiabatiche
    • Si propaga da regioni a temperatura più alta a regioni a temperatura più bassa

    Trasmissione del calore: applicazione per le pareti opache

    • Per ridurre il flusso di calore, è necessario aumentare la resistenza termica degli strati della parete

    Cenni storici sulla trasmissione del calore

    • La teoria del calorico (XVIII secolo): il calore era considerato un fluido
    • XIX secolo: rivoluzione nella termodinamica, con leggi e analisi matematiche per la conduzione
    • XX secolo: approfondimento della comprensione del calore a livello atomico, con fisica statistica e meccanica quantistica

    Potenza termica e Flusso termico

    • Potenza termica: quantità di calore trasferita o generata per unità di tempo (W)
    • Flusso termico: trasferimento di energia termica attraverso una superficie per unità di area e per unità di tempo (W/m²)

    I meccanismi della trasmissione del calore

    • Conduzione: trasferimento di calore attraverso un materiale solido
    • Convezione: trasferimento di calore tramite il movimento di un fluido (liquido o gas)
    • Irraggiamento: trasferimento di calore sotto forma di onde elettromagnetiche (es. radiazione infrarossa)

    Come può essere analizzata la trasmissione del calore

    • Regime stazionario: flusso di calore e temperature non cambiano nel tempo (es. pareti di edifici in climi stabilizzati)
    • Regime variabile: flusso di calore e temperature cambiano nel tempo (es. riscaldamento o raffreddamento di edifici)

    Trasmissione del calore in regime stazionario

    • Condizioni: temperature dell'aria interna ed esterna costanti
    • Potenza termica entrante = Potenza termica uscente
    • Flusso termico costante

    Conduzione

    • La conduzione è descritta dalla legge di Fourier
    • Qcond = -λ. A. ΔT / S
    • λ = conduttività termica del materiale
    • A = area della superficie
    • ΔT = differenza di temperatura
    • S = spessore della parete

    Conducibilità termica di alcuni materiali

    • Valori di conducibilità termica di differenti materiali (es. legno, mattoni, vetro, gomma piuma, ecc.)

    Conduzione: parete piana omogenea monostrato

    • Calcolo del flusso di calore (Qc) e del coefficiente di resistenza termica (R)

    Conduzione: parete piana non omogenea multistrato

    • Calcolo della resistenza termica totale (RT) per pareti multistrato

    Lo spessore ottimale dello strato isolante

    • Relazione tra spessore dell'isolante, costo e trasmittanza
    • Importanza del compromesso tra isolamento e costi

    Trasmissione del calore per convezione

    • Trasferimento di calore attraverso il movimento di un fluido (liquido o gas) dovuto a differenze di temperatura
    • Convezione naturale: causata dalle differenze di temperatura
    • Convezione forzata: causata da un agente esterno (es. ventilatore)

    Convezione: tipologie di flusso

    • Flusso laminare: movimenti regolari
    • Flusso turbolento: movimenti disordinati

    Convezione: la legge di Newton

    • Qconv = hA(Tp−Tf)
    • h = coefficiente di scambio termico per convezione
    • A = area della superficie di scambio
    • (Tp-Tf) = differenza tra la temperatura superficiale della parete e quella del fluido

    Il coefficienti di scambio termico per convezione h

    • Dipendenza: velocità del fluido, proprietà del fluido, geometria della superficie, tipo di convezione
    • Valori tipici per diversi tipi di flusso

    Convezione e trasmissione in una parete edilizia

    • Considera convezione sia interna che esterna
    • Considera la conduzione attraverso la parete
    • Si tiene conto delle resistenze termiche per convezione interna ed esterna e della resistenza termica della parete

    Trasmittanza termica U di una parete di un edificio multistrato

    • Formule per il calcolo della trasmittanza termica U di pareti multistrato con conducibilità termica e conduttanza degli strati
    • Importanza delle resistenze superficiali interna ed esterna

    Conduttanza termica di intercapedini d'aria

    • Influenze dello spessore e del tipo di intercapedine sulla capacità termica dello strato

    Conduttanza termica di materiali da costruzione

    • Tabelle con valori di conduttanza per vari tipi di materiali da costruzione

    Modulo per il calcolo della trasmittanza per le pareti opache

    • Schema descrittivo per l'applicazione delle formule

    Trasmittanza di un serramento

    • Formule per il calcolo della trasmittanza termica di serramenti
    • Considera vetro, telaio e distanziatori

    Valori tipici per Uf, g1 e Ug

    • Valori tipici dei materiali dei telai dei serramenti
    • Valori tipici dei coefficienti di trasmissione solare g₁ e Ug per diversi tipi di vetri

    Ponti termici dell'involucro edilizio

    • Definizione di ponte termico
    • Problemi causati dai ponti termici nei casi di edifici ben isolati
    • Esempi di soluzioni per i ponti termici

    Nomenclatura per la classificazione dei ponti termici

    • Chiarimenti sulla classificazione dei punti termici

    Esempio di abaco per il calcolo dei ponti termici

    • Tabelle per il calcolo dei ponti termici

    Esempi di ponti termici

    • Disegni grafici degli esempi di ponti termici

    Soluzioni per i ponti termici

    • Soluzioni grafiche per balcone e finestra per mitigazione ponti termici

    External Thermal Insulation Composite System (ETICS)

    • Descrizione del sistema ETICS
    • Descrizione dei componenti

    Facciata ventilata

    • Descrizione del sistema di facciate ventilate

    La posizione dell'isolamento

    • Descrizione delle diverse posizioni dell'isolamento su una parete

    La risposta dinamica degli edifici

    • Analisi dei flussi termici periodici utilizzando metodi di calcolo

    Attenuazione e sfasamento

    • Concetto di attenuazione e sfasamento nelle pareti

    Trasmittanza termica periodica

    • Calcolo della trasmittanza termica periodica e relazione con il regime non stazionario

    Calcolo delle prestazioni energetiche di pareti con posizione differente isolante

    • Esempi di calcolo di prestazioni energetiche per diverse posizioni dell'isolamento

    Trasmissione del calore per irraggiamento

    • Descrizione del processo di trasmissione del calore per irraggiamento
    • Descrizione del concetto di corpo nero
    • Legge di Stefan-Boltzmann (Qe,max = σ· A· (T) 4)
    • Emissione termica di oggetti reali
    • Principio e caratteristiche dell'assorbimento

    Irraggiamento: coefficiente di assorbimento solare αs e l'emissività' ε

    • Confronto tra i coefficienti e l'emissività' dei materiali

    Diagnosi termografica

    • Metodi diagnostici per rilevare e identificare punti termici su una struttura

    Trasmissione del calore attraverso una parete irraggiata

    • Concetto di temperatura fittizia esterna (te) per tener conto dell'irraggiamento
    • Formule per il calcolo della potenza termica Q che attraversa la parete, considerando l'irraggiamento

    Effetto serra

    • Descrizione del fenomeno dell'effetto serra
    • Problema del riscaldamento globale
    • Opportunità in termini di applicazioni e tecnologie

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