Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2019/2020
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in INGEGNERIA GESTIONALE
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
FISICA TECNICA INDUSTRIALE (ING-IND/10)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
15
Anno di corso: 
2
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
120

Obiettivi

Il corso insegna i principi fondamentali della termodinamica, la loro applicazione allo studio di sistemi di conversione dell'energia, e l'analisi dei problemi di trasmissione del calore. Inoltre il corso si propone di contribuire alla formazione di ingegneri in grado di affrontare i problemi connessi all'uso razionale ed eco-compatibile dell'energia. Oltre alle competenze di natura tecnica, vengono considerati i principali indicatori economici per poter effettuare in via semplificata analisi di tecnico-economica dei sistemi di risparmio energetico.
Conoscenza e capacità di comprensione:
Al termine del corso gli studenti: hanno acquisito i principi fondamentali della termodinamica nella loro applicazione allo studio di sistemi chiusi e aperti, la termodinamica degli stati, in termini di valutazione delle proprietà termodinamiche di sostanze pure; sanno valutare dal punto di vista tecnico economico le prestazioni energetiche dei principali sistemi per la conversione dell'energia; hanno appreso le conoscenze dei meccanismi di trasmissione del calore, e sanno valutare i problemi di scambio termico con particolare riferimento a geometrie semplici in regime stazionario; devono conoscere i principali sistemi di conversione energetica, gli indici di valutazione di risparmio energetico e gli indici di valutazione economica degli investimenti, il quadro normativo tariffario del settore energia.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studente deve dimostrare di essere in grado di: applicare i principi fondamentali della termodinamica ai principali sistemi che si incontrano nella pratica ingegneristica; valutare dal punto di vista tecnico ed economico le prestazioni energetiche dei principali sistemi di conversione dell'energia;
analizzare i meccanismi di scambio termico che si incontrano nelle applicazioni ingegneristiche; formulare studi di prefattibilità con applicazione delle metodologie apprese, effettuare la valutazione tecnico-economica di differenti tipologie di sistemi di conversione dell’energia.
Autonomia di giudizio:
Lo studente deve dimostrare di aver sviluppato la capacità di valutare criticamente ed in maniera autonoma le problematiche di interazione energetica tra sistemi di interesse per le applicazioni ingegneristiche e l’ambiente circostante. Lo studente deve essere inoltre in grado effettuare autonomamente analisi di sensibilità delle soluzioni possibili al fine di determinare quella ottimale anche in funzione del evoluzione di tariffe e normative.

Abilità comunicative:
Lo studente deve maturare la capacità di interagire con i tecnici del settore componentistico e sistemistico inerente i principali sistemi di conversione energetica ed inoltre spiegare in maniera semplice, anche a persone non esperte del settore, con linguaggio chiaro, le problematiche relative alla conversione termodinamica dell’energia, alla trasmissione del calore, al funzionamento degli impianti di conversione energetica, illustrare la finalità del risparmio energetico e l’importanza del ruolo delle tariffe e delle normative.
Capacità di apprendimento:
Lo studente deve essere in grado di aggiornarsi, tramite la consultazione di testi e pubblicazioni inerenti il settore dell’energia, della conversione e del risparmio energetico e di adeguare le proprie scelte all’evoluzione della normativa e del quadro tariffario, a partire dalle conoscenze e dal metodo di analisi acquisiti durante il corso.

Prerequisiti

Necessario che lo studente abbia acquisito le seguenti conoscenze, fornite nei corsi di Analisi I e Analisi II:
- Concetti di limite, integrazione e derivazione di funzioni di una variabile;
- Funzioni di più variabili, derivate parziali, e integrali superficiali;
- Differenziale e serie di funzioni.
Inoltre, è utile che lo studente abbia acquisito le seguenti conoscenze, fornite nel corso di Fisica I: Sistemi di Unità di misura, grandezze scalari e vettoriali: forza, velocità, accelerazione.

Contenuti

Il corso introduce i principi fondamentali della termodinamica attraverso la comprensione dei modelli utilizzati per la descrizione di tali principi, e la loro applicazione allo studio di sistemi di trasferimento e conversione dell'energia comunemente incontrati nella professione dell’ingegnere gestionale. I principi della termodinamica vengono introdotti per lo studio dei sistemi chiusi e aperti, e applicati all’analisi di componenti e cicli di impianti termotecnici. Nell’ultima parte del corso viene affrontata l'analisi dei problemi di trasmissione del calore, con le applicazioni tipiche dei processi industriali energivori.
Inoltre il corso introduce i principali sistemi di conversione energetica, gli indici di valutazione di risparmio energetico e gli indici di valutazione economica degli investimenti, il quadro normativo tariffario del settore energia.

Metodi didattici

NELL’INSEGNAMENTO SONO PREVISTE LEZIONI TEORICHE NONCHÉ ESERCITAZIONI IN AULA. DURANTE LE PRIME, VENGONO INTRODOTTE LE TECNICHE UTILIZZATE PER DESCRIVERE PROBLEMI INGEGNERISTICI DI CONVERSIONE E TRASFERIMENTO DI ENERGIA. NEL CORSO DELLE ESERCITAZIONI IN AULA GLI STUDENTI SONO INVITATI A RISOLVERE UN PROBLEMA INGEGNERISTICO, UTILIZZANDO LE TECNICHE PRESENTATE NELLE LEZIONI TEORICHE. LA SOLUZIONE DEI PROBLEMI INGEGNERISTICI PROPOSTI VIENE SIA GUIDATA DAL DOCENTE, PER SVILUPPARE E RAFFORZARE LE CAPACITÀ DELL’ALLIEVO DI IDENTIFICARE LE TECNICHE PIÙ IDONEE, SIA SVOLTA IN MANIERA INDIVIDUALE COME VERIFICA IN ITINERE DEI CAPACITA’ MATURATE DAL SINGOLO.
VENGONO INOLTRE PROPOSTE UNA/DUE VISITE TECNICHE PRESSO IMPIANTI DI CONVERSIONE DELL’ENERGIA, DOVE GLI STUDENTI HANNO MODO DI CONFRONTARSI CON I RISVOLTI APPLICATIVI DEL CORSO.

Verifica dell'apprendimento

Sono previste esercitazioni intermedie (facoltative, valutabili su richiesta dello studente) sui seguenti argomenti: applicazione dei principi della termodinamica per sistemi termodinamici; valutazione tecnico economica con studio di prefattibilità dei principali sistemi di conversione dell’energia; meccanismi di scambio termico.
L’esame è diviso in due parti, che possono aver luogo nello stesso giorno ovvero nel corso di una settimana (sulla base delle esigenze dello studente): una prova scritta, costituita da esercizi relativi agli argomenti trattati nelle esercitazioni, nella quale lo studente deve dimostrare di sapere risolvere i problemi presentati, e da una prova orale nel corso della quale viene valutata la comprensione degli argomenti trattati, la capacità di applicare i concetti appresi a sistemi ricorrenti nella pratica ingegneristica e la capacità di spiegare i problemi affrontati in maniera semplice ma rigorosa.

Testi

Dispense del corso, fornite sul sito del corso.
R. Mastrullo, P. Mazzei, R. Vanoli, Termodinamica per ingegneri - Applicazioni, Liguori, 1996.

ULTERIORI LETTURE CONSIGLIATE
Y.A. Çengel, Termodinamica e trasmissione del calore, McGraw-Hill, VI ed. 2016.
M. Moran, H. N. Shapiro, D. D. Boettner, M. B. Bailey, Principles of Engineering Thermodynamics, Wiley, 8th ed. 2015.

Altre informazioni

L'esame può essere sostenuto in inglese, su richiesta dello studente