Gennaro CUCCURULLO | Libro di Testo

Testo consigliato

Gli allievi dei corsi di Fisica tecnica (all. civili) e Trasmissione del calore (allievi meccanici) possono trovare un utile riferimento didattico nel testo "Elementi di Termodinamica e Trasmissione del Calore" di G. Cuccurullo, P. G. Berardi, edito dalla CUES.

Attualmente è disponibile la III edizione in ristampa aggiornata. Cliccare qui per una anteprima.

In calce vengono riportati una copia della prefazione che ne sintetizza lo spirito ed i contenuti.

Ai restanti link sulla sinistra sono disponibili :

• l'errata corrige
• tracce di esercizi corrispondenti ai capitoli teorici.

• alcuni esercizi svolti, denominati esercizi guida, utili a favorire l'apprendimento da parte dello studente e indicare delle procedure convenienti dal punto di vista logico, del calcolo e dell'approccio in generale
• diversi approfondimenti non trattati a lezione ma relativi a tali argomenti.
• slide riservate a tematiche di "Energy managment" che coinvolgono gli impianti di climatizzazione e di trasmissione del calore.

Dalla prefazione alla prima edizione

Salerno, ottobre 2002

Sin da studente e appena laureato poi, sulle ali dell'entusiasmo indotto dall'esame di Fisica Tecnica, ho volto la mia attenzione agli aspetti applicativi della Termodinamica e della Trasmissione del Calore. Ho trovato non poche difficoltà ad "essere ingegnere" in quanto il passaggio dal mondo universitario a quello del lavoro "in campo" mi si era rivelato come una frattura: trovavo da un lato ottimi testi di teoria, dall'altro manuali ricchi di informazioni pratiche ma, molto spesso, scollegati dai primi.
Questo testo si presta a vari percorsi di lettura. È orientato a fornire un supporto didattico alle necessità dello studente dei Corsi di Fisica Tecnica per allievi ingegneri civili e di Trasmissione del Calore per allievi Meccanici presso l'Università di Salerno. D'altra parte auspica di poter essere un ponte tra le due "isole" citate, a beneficio di colui che nel corso della sua attività professionale vuol saperne di più.
I concetti teorici introdotti nelle prime due parti di Termodinamica (Capitoli 1-5) e Trasmissione del Calore (Capitoli 6-8), vengono poi specializzati nella terza, applicativa, con riferimento a componenti e schemi elementari di impianti termotecnici, in un contesto omogeneo e coerente a quello teorico (Capitoli 9-12). In particolare, la Termodinamica è esposta in via deduttiva, mentre la parte di Trasmissione del Calore tende ad educare alla traduzione di problemi termici in linguaggio formale e ad affrontarne la soluzione analitica, anche in via approssimata. Con riferimento alla terza parte, il testo non vuole e non può essere un manuale, neanche può coprire con completezza la materia trattata, affascinante ma vasta e complessa; piuttosto vorrebbe proporsi come una guida al corretto approccio agli impianti in naturale applicazione delle nozioni teoriche apprese, offuscate da regole a spanne e norme tecnico-legislative laddove queste sono passivamente assunte come riferimento dall'ingegnere.

G. Cuccurullo


CONTENUTI

PARTE I

• 1 - TERMODINAMICA DEGLI STATI DI EQUILIBRIO

1. Definizioni
2. Energia interna
3. Entropia
4. Potenziali termodinamici
5. Modello di gas perfetto
6. Miscele liquido - vapore
7. Relazioni termodinamiche per i vapori saturi
8. Modello di liquido incomprimibile
9. Relazioni tra proprietà di stato
10. Rappresentazione grafica degli stati di equilibrio
11. Procedure di calcolo

• 2 - EQUAZIONI DEI BILANCI PER SISTEMI CHIUSI

1. Equazione del bilancio
2. Bilancio della massa
3. Bilancio della quantità di moto
4. Bilancio dell'energia totale
5. Bilancio dell'entropia
6. Il termine di produzione entropica

• 3 - TRASFORMAZIONI TERMODINAMICHE

1. Trasformazioni reali
2. Trasformazioni quasi-statiche
3. Trasformazioni internamente reversibili
4. Alcune trasformazioni notevoli
5. Trasformazioni internamente reversibili per gas perfetti
6. Serbatoi di energia meccanica e termica
7. Sull'irreversibilità di alcune trasformazioni
8. Cicli termodinamici diretti
9. Cicli termodinamici inversi
10. Equilibrio e stabilità

• 4 - PSICROMETRIA

1. Miscele di gas e di un vapore condensabile
2. Aria umida
3. Grandezze termodinamiche nello stato di equilibrio
4. Grandezze termodinamiche a seguito di trasformazioni
5. La misura delle grandezze termodinamiche dell'aria umida
6. Diagrammi psicrometrici

• 5 - EQUAZIONI DEI BILANCI PER SISTEMI APERTI

1. Il postulato dell'equilibrio locale
2. Descrizione di campo delle grandezze termo-fluidodinamiche
3. Teorema del trasporto
4. Equazioni costitutive
5. Bilancio di massa
6. Elementi di meccanica dei fluidi
7. Bilancio della quantità di moto
8. Bilancio della energia totale
9. Bilancio dell'entropia
10. Approccio a parametri concentrati
11. Equazione dell'energia meccanica

PARTE II

• 6 - INTRODUZIONE ALLA CONDUZIONE

1. La legge di Fourier
2. Il bilancio dell'energia
3. Condizioni ai limiti

• 7 - CONDUZIONE 1D STAZIONARIA

1. Lastra piana
2. Il processo di adimensionalizzazione
3. Geometria cilindrica
4. Superfici estese

• 8 - TRANSITORI PLURIDIMENSIONALI

1. Lastra piana
2. Corpo a parametri concentrati
3. Corpo semi-infinito
4. Cilindro infinito
5. Problemi non omogenei
6. Metodo integrale
7. Problemi con condizioni al contorno dipendenti dal tempo
8. Problemi instazionari bi-tridimensionali

• 9 - INTRODUZIONE ALLA CONVEZIONE

1. Definizioni e principi di base
2. Equazioni dei bilanci
3. La suddivisione spaziale del dominio di integrazione
4. compressibilità e velocità del suono

• 10 - CONVEZIONE ESTERNA

1. Analisi di scala
2. Metodo integrale
3. Soluzioni esatte
4. il moto turbolento

• 11 - MOTO IN CONDOTTI

1. Analisi preliminare del campo di velocità
2. Campo di velocità nella zona completamente sviluppata
3. Analisi preliminare del campo di temperatura
4. Campo di temperatura nella zona completamente sviluppata
5. Regione di ingresso termica e regione sviluppata dinamicamente
6. Sviluppo simultaneo degli strati limite
7. Moto turbolento

• 12 - CONVEZIONE NATURALE

1. Convezione naturale su lastra piana
2. Analisi di scala
3. Soluzione esatta
4. Alcune correlazioni per il moto turbolento

• 13 - IRRAGGIAMENTO

1. La radiazione termica come onda elettromagnetica
2. Carattere direzionale della radiazione termica
3. Flussi radiativi
4. Corpo nero
5. Caratteristiche radiative di superfici opache
6. Caratteristiche radiative di corpi semitrasparenti
7. campo radiativo in mezzi partecipanti
8. Scambio termico tra superfici
9. Scambio termico in cavità

• 14 - SCAMBIATORI DI CALORE

1. Equazioni di base
2. Metodo della differenza di temperatura logaritmica LMTD
3. Metodo della efficienza

PARTE III

• 15 - COMPONENTI DI IMPIANTI TERMOTECNICI

1. Condotti
2. Cenni sul moto di un gas
3. Valvole
4. Vaso di espansione/valvola di sicurezza
5. Macchine operatrici
6. Mescolatore adiabatico
7. Scambiatori di calore acqua-aria
8. Controllo delle prestazioni di uno scambiatore
9. Caldaia
10. Camino
11. Componenti per il trattamento dell'aria umida

• 16 - SCHEMI ELEMENTARI DI IMPIANTI

1. Verifica di un circuito idraulico
2. Accoppiamento compressore-circuito
3. Progetto di un circuito idraulico
4. Resistenze idrauliche
5. Le pressioni nel circuito
6. La regolazione automatica degli impianti termici

• 17 - IMPIANTI DI RISCALDAMENTO

1. Classificazione
2. Gli impianti a collettore
3. Progettazione
4. Esempio di calcolo

• 18 - IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO

1. Le condizioni di progetto e i carichi termici.
2. Bilanci sull'ambiente
3. Un impianto di condizionamento a tutt'aria estivo/invernale.