ID:
64676
Tipo Insegnamento:
Obbligatorio
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
FISICA TECNICA INDUSTRIALE
Url:
DESIGN DEL PRODOTTO INDUSTRIALE/Percorso Comune Anno: 2
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (23/09/2024 - 20/12/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Obiettivo del corso è fornire allo studente le conoscenze scientifiche di base della fisica tecnica, miratamente alla comprensione di leggi fondamentali e allo sviluppo di un approccio metodologico in grado di sostenere scelte progettuali riguardanti l’ambito della Termodinamica, dello Scambio Termico e dell’Acustica, con riferimento a:
- grandezze e principi fondamentali della termodinamica classica;
- cicli termodinamici, con focus primario su quelli impiegati nello sfruttamento di energie rinnovabili;
- trasmissione del calore per conduzione, convezione e irraggiamento;
- caratterizzazione del fenomeno sonoro;
- metodi per il controllo e l’attenuazione del rumore in campo aperto e in ambienti confinati.
Le abilità di maggior rilievo attese dallo studente riguardano:
- la comprensione dei fenomeni fisici di base;
- la capacità di modellazione dei fenomeni reali e di rappresentazione degli stessi in base ai modelli fisici studiati;
- la capacità di esprimere a livello progettuale le conoscenze acquisite.
- grandezze e principi fondamentali della termodinamica classica;
- cicli termodinamici, con focus primario su quelli impiegati nello sfruttamento di energie rinnovabili;
- trasmissione del calore per conduzione, convezione e irraggiamento;
- caratterizzazione del fenomeno sonoro;
- metodi per il controllo e l’attenuazione del rumore in campo aperto e in ambienti confinati.
Le abilità di maggior rilievo attese dallo studente riguardano:
- la comprensione dei fenomeni fisici di base;
- la capacità di modellazione dei fenomeni reali e di rappresentazione degli stessi in base ai modelli fisici studiati;
- la capacità di esprimere a livello progettuale le conoscenze acquisite.
Prerequisiti
Il corso non richiede alcuna propedeuticità.
Tuttavia, gli argomenti necessitano di una competenza base circa l’analisi matematica.
Tuttavia, gli argomenti necessitano di una competenza base circa l’analisi matematica.
Metodi didattici
Il metodo didattico prevede:
- lezioni frontali, anche supportate da presentazioni in PowerPoint;
- esercitazioni sui temi specifici presentati durante le lezioni;
- sperimentazione.
Le lezioni sono principalmente svolte con l’aiuto della lavagna, la proiezione di slide e l’uso di media, attraverso cui si presentano i diversi temi e lo svolgimento dei problemi proposti. Le slide sono principalmente impiegate per supportare schemi ed esempi pratici e non esauriscono i contenuti presentati a lezione, ampiamente riportati nei testi consigliati.
La sperimentazione è svolta in aula, in streaming o attraverso registrazioni. La strumentazione presentata rimane eventualmente disponibile per l’applicazione in ambito di tesi.
Considerato il carico nozionistico, il metodo didattico potrà proporre anche modelli di calcolo numerico a supporto e verifica delle conoscenze acquisite.
Durante il corso saranno svolti uno o più workshop funzionali alla applicazione pratica di alcuni argomenti presentati durante le lezioni, al fine di acquisire una specifica esperienza in merito.
Slide, esercitazioni, tools e ulteriori materiali di approfondimento sono resi disponibili sul sito web di CLASSROOM, che costituisce anche la piattaforma per comunicazioni e quesiti.
- lezioni frontali, anche supportate da presentazioni in PowerPoint;
- esercitazioni sui temi specifici presentati durante le lezioni;
- sperimentazione.
Le lezioni sono principalmente svolte con l’aiuto della lavagna, la proiezione di slide e l’uso di media, attraverso cui si presentano i diversi temi e lo svolgimento dei problemi proposti. Le slide sono principalmente impiegate per supportare schemi ed esempi pratici e non esauriscono i contenuti presentati a lezione, ampiamente riportati nei testi consigliati.
La sperimentazione è svolta in aula, in streaming o attraverso registrazioni. La strumentazione presentata rimane eventualmente disponibile per l’applicazione in ambito di tesi.
Considerato il carico nozionistico, il metodo didattico potrà proporre anche modelli di calcolo numerico a supporto e verifica delle conoscenze acquisite.
Durante il corso saranno svolti uno o più workshop funzionali alla applicazione pratica di alcuni argomenti presentati durante le lezioni, al fine di acquisire una specifica esperienza in merito.
Slide, esercitazioni, tools e ulteriori materiali di approfondimento sono resi disponibili sul sito web di CLASSROOM, che costituisce anche la piattaforma per comunicazioni e quesiti.
Verifica Apprendimento
Le modalità di verifica dell’apprendimento prevedono la valutazione di:
1. un elaborato tecnico composto sulla base di analisi sperimentali e/o numeriche riguardanti la Termodinamica e lo Scambio Termico;
2. un elaborato tecnico composto sulla base di analisi sperimentali e/o numeriche riguardanti la Acustica.
Gli elaborati, da sottomettere entro il termine stabilito dal docente, possono essere svolti anche in gruppo, sino ad un massimo di n.2 studenti, e riguardano lo studio di un problema attinente gli argomenti del corso.
Ad ogni elaborato è attribuita una valutazione in trentesimi. Il voto complessivo risultante è definito dalla media pesata sul monte ore complessivo delle parti (75% per TERMODINAMICA e SCAMBIO TERMICO; 25% per ACUSTICA).
Il candidato che consegue una votazione media positiva deve sostenere la discussione sui propri elaborati nell’ambito di un qualunque appello ordinario. Tale discussione può determinare una variazione del voto conseguito sugli elaborati sino a (-/+) 5/30.
A fronte di una votazione media negativa conseguita sugli elaborati ovvero su elaborati e discussione, la verifica dell’apprendimento è svolta nell’ambito di una prova orale in sede di un qualunque successivo appello ordinario, discutendo i temi del corso nell’ambito di uno o più problemi pratici proposti dal docente.
Una frequenza inferiore al 75% preclude la sottomissione degli elaborati e implica la valutazione nell’ambito di un qualunque appello ordinario. Una frequenza inferiore al 50% preclude l’acquisizione della frequenza al corso, che dovrà quindi essere conseguita in un successivo anno accademico.
L'attività svolta durante eventuali workshop, dimostrata dalla partecipazione e dalla documentazione di volta in volta sviluppata, potrà contribuire alla votazione finale sino ad un massimo di +3/30 punti.
1. un elaborato tecnico composto sulla base di analisi sperimentali e/o numeriche riguardanti la Termodinamica e lo Scambio Termico;
2. un elaborato tecnico composto sulla base di analisi sperimentali e/o numeriche riguardanti la Acustica.
Gli elaborati, da sottomettere entro il termine stabilito dal docente, possono essere svolti anche in gruppo, sino ad un massimo di n.2 studenti, e riguardano lo studio di un problema attinente gli argomenti del corso.
Ad ogni elaborato è attribuita una valutazione in trentesimi. Il voto complessivo risultante è definito dalla media pesata sul monte ore complessivo delle parti (75% per TERMODINAMICA e SCAMBIO TERMICO; 25% per ACUSTICA).
Il candidato che consegue una votazione media positiva deve sostenere la discussione sui propri elaborati nell’ambito di un qualunque appello ordinario. Tale discussione può determinare una variazione del voto conseguito sugli elaborati sino a (-/+) 5/30.
A fronte di una votazione media negativa conseguita sugli elaborati ovvero su elaborati e discussione, la verifica dell’apprendimento è svolta nell’ambito di una prova orale in sede di un qualunque successivo appello ordinario, discutendo i temi del corso nell’ambito di uno o più problemi pratici proposti dal docente.
Una frequenza inferiore al 75% preclude la sottomissione degli elaborati e implica la valutazione nell’ambito di un qualunque appello ordinario. Una frequenza inferiore al 50% preclude l’acquisizione della frequenza al corso, che dovrà quindi essere conseguita in un successivo anno accademico.
L'attività svolta durante eventuali workshop, dimostrata dalla partecipazione e dalla documentazione di volta in volta sviluppata, potrà contribuire alla votazione finale sino ad un massimo di +3/30 punti.
Testi
Parte prima e seconda
- Yunus A. Cengel, Termodinamica e Trasmissione del Calore Mc Graw Hill Milano;
- Yunus A. Cengel, Meccanica dei fluidi Mc Graw Hill Milano.
Parte terza
- P. Ricciardi, Elementi di acustica e illuminotecnica Mc Graw Hill Milano;
- A. Magrini, Progettare il silenzio, Edilizia - Quaderni per la progettazione, EPC;
- D. Halliday, R. Resnick, Fondamenti di Fisica, Ambrosiana Milano;
- S. Rosati, Fisica Generale, Ambrosiana Milano.
Generale
- Fisica della lavatrice. Il meraviglioso mondo degli oggetti che ci circondano. Chris Woodford. Il Saggatore, 2019.
- Yunus A. Cengel, Termodinamica e Trasmissione del Calore Mc Graw Hill Milano;
- Yunus A. Cengel, Meccanica dei fluidi Mc Graw Hill Milano.
Parte terza
- P. Ricciardi, Elementi di acustica e illuminotecnica Mc Graw Hill Milano;
- A. Magrini, Progettare il silenzio, Edilizia - Quaderni per la progettazione, EPC;
- D. Halliday, R. Resnick, Fondamenti di Fisica, Ambrosiana Milano;
- S. Rosati, Fisica Generale, Ambrosiana Milano.
Generale
- Fisica della lavatrice. Il meraviglioso mondo degli oggetti che ci circondano. Chris Woodford. Il Saggatore, 2019.
Contenuti
Il corso prevede 48 ore di didattica frontale, organizzate in lezioni ed esercitazioni suddivise in tre parti: Termodinamica, Scambio Termico e Acustica.
Parte prima - TERMODINAMICA (18h)
Sistemi termodinamici chiusi e aperti. Proprietà di un sistema termodinamico. L'equilibrio termodinamico e le diverse forme di energia. Le trasformazioni termodinamiche. Gas perfetti e reali. 1° e 2° Principio della Termodinamica. Ciclo di Carnot. Cenni su alcuni cicli termodinamici diretti (e.g. Brayton, Stirling, Rankine) e inversi (frigorifero). Valorizzazione di sorgenti termiche rinnovabili (aria, suolo, acqua). Metodi per lo stoccaggio di energia termica.
Miscele di aria e vapor d’acqua. Controllo dell’umidità.
Parte seconda – SCAMBIO TERMICO (18h)
Trasmissione del calore per conduzione. Conducibilità termica dei materiali. Resistenze termiche in serie e parallelo: l’analogia elettrica. Trasmissione del calore per convezione. Convezione naturale e forzata. Irraggiamento. Emissività. Riflettanza. Corpo nero e grigio. Irradianza solare. Coefficiente di scambio termico globale. Metodi per il controllo del flusso termico in relazione al tipo di scambio termico: materiali isolanti, cambio di fase, ventilazione naturale/forzata, riflettanza.
Parte terza – ACUSTICA (12h)
Acustica fisica: suoni puri e complessi, spettri acustici, bande d'ottava e di terzi d'ottava, decibel e operazioni con i decibel, livelli sonori, caratteristiche direzionali delle sorgenti, riflessione, rifrazione e diffrazione. Acustica psicofisica: l'organo dell'udito, caratteristiche della sensazione uditiva, curve isofoniche, mascheramento uditivo. Acustica degli ambienti aperti: attenuazione per divergenza geometrica, diffrazione, assorbimento atmosferico e del suolo, gradienti termici, vento. Cenni sul rumore da traffico veicolare, i modelli semi-empirici. Acustica degli ambienti chiusi: onde stazionarie, riverberazione, relazioni di Sabine e di Eyring, comportamento acustico e correzione acustica degli ambienti, materiali e strutture fonoassorbenti. Legge di massa, effetto di coincidenza, isolamento acustico per via aerea.
Parte prima - TERMODINAMICA (18h)
Sistemi termodinamici chiusi e aperti. Proprietà di un sistema termodinamico. L'equilibrio termodinamico e le diverse forme di energia. Le trasformazioni termodinamiche. Gas perfetti e reali. 1° e 2° Principio della Termodinamica. Ciclo di Carnot. Cenni su alcuni cicli termodinamici diretti (e.g. Brayton, Stirling, Rankine) e inversi (frigorifero). Valorizzazione di sorgenti termiche rinnovabili (aria, suolo, acqua). Metodi per lo stoccaggio di energia termica.
Miscele di aria e vapor d’acqua. Controllo dell’umidità.
Parte seconda – SCAMBIO TERMICO (18h)
Trasmissione del calore per conduzione. Conducibilità termica dei materiali. Resistenze termiche in serie e parallelo: l’analogia elettrica. Trasmissione del calore per convezione. Convezione naturale e forzata. Irraggiamento. Emissività. Riflettanza. Corpo nero e grigio. Irradianza solare. Coefficiente di scambio termico globale. Metodi per il controllo del flusso termico in relazione al tipo di scambio termico: materiali isolanti, cambio di fase, ventilazione naturale/forzata, riflettanza.
Parte terza – ACUSTICA (12h)
Acustica fisica: suoni puri e complessi, spettri acustici, bande d'ottava e di terzi d'ottava, decibel e operazioni con i decibel, livelli sonori, caratteristiche direzionali delle sorgenti, riflessione, rifrazione e diffrazione. Acustica psicofisica: l'organo dell'udito, caratteristiche della sensazione uditiva, curve isofoniche, mascheramento uditivo. Acustica degli ambienti aperti: attenuazione per divergenza geometrica, diffrazione, assorbimento atmosferico e del suolo, gradienti termici, vento. Cenni sul rumore da traffico veicolare, i modelli semi-empirici. Acustica degli ambienti chiusi: onde stazionarie, riverberazione, relazioni di Sabine e di Eyring, comportamento acustico e correzione acustica degli ambienti, materiali e strutture fonoassorbenti. Legge di massa, effetto di coincidenza, isolamento acustico per via aerea.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
I documenti tecnici per la verifica dell’apprendimento possono essere sottomessi solo a fronte di una frequenza almeno al 75% delle parti pertinenti del corso.
Una frequenza inferiore al 50% preclude l’acquisizione della frequenza al corso, che dovrà quindi essere conseguita in un successivo anno accademico.
Una frequenza inferiore al 50% preclude l’acquisizione della frequenza al corso, che dovrà quindi essere conseguita in un successivo anno accademico.
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3 anni
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