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FISICA TECNICA PER L'ELETTRONICA

Corso Ingegneria Elettronica
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Elettronica per l'Industria
Anno Accademico 2019/2020
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/11
Anno Primo anno
Unità temporale Secondo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Docente MATILDE PIETRAFESA
Obiettivi Obiettivo del corso è fornire agli studenti le conoscenze di base dei meccanismi di trasmissione del calore, in regime stazionario e transitorio, al fine di far loro acquisire competenze nei sistemi di raffreddamento delle apparecchiature elettroniche e dei sistemi fotovoltaici.
Programma TRASMISSIONE DEL CALORE IN REGIME STAZIONARIO
CONDUZIONE: Legge di Fourier - Equazione generale della conduzione - Conduzione in regime stazionario - Conduzione monodimensionale stazionaria senza generazione di calore: pareti piane, cilindriche e sferiche con conducibilità termica costante o variabile con la temperatura - Pareti composte piane, cilindriche e sferiche con conducibilità termica costante - Analogia elettrica - Coefficiente globale di scambio termico per geometrie piane e cilindriche - Spessore critico di un isolante – Conduzione monodimensionale stazionaria con generazione di valore – Conduzione bi e tridimensionale in regime stazionario.
CONVEZIONE: convezione forzata, naturale e mista - Numeri di Nusselt, Prandtl e Grashof - Equazioni fondamentali del moto non isotermo - Analisi dimensionale.
IRRAGGIAMENTO: Radiazioni termiche - Grandezze fondamentali: potere emissivo monocromatico, angolare ed integrale - Leggi dell’irraggiamento: di Lambert, di Planck, di Wien, di Stefan-Boltzmann - Coefficienti di riflessione, trasmissione ed assorbimento - Corpi neri - Corpi grigi e corpi reali - Emissività - Legge di Kirchoff - Radiosità - Fattori di vista - Relazioni fra i fattori di vista: di reciprocità, di additività e di chiusura - Scambio termico fra superfici nere – Scambio termico fra superfici grigie.

TRASMISSIONE DEL CALORE IN REGIME TRANSITORIO
Studio dei sistemi a parametri concentrati (sistemi con resistenza interna trascurabile) – Conduzione termica in regime variabile in superfici piane, cilindriche e sferiche – Metodi numerici di soluzione dell’equazione di scambio termico in transitorio – Metodo delle differenze finite - Formulazione esplicita esplicita ed implicita.

RAFFREDDAMENTO DELLE APPARECCHIATURE ELETTRONICHE
Il carico termico nelle apparecchiature elettroniche – Raffreddamento di apparecchiature elettroniche e led - Raffreddamento per conduzione – Raffreddamento ad aria (in convezione naturale ed irraggiamento; in convezione forzata) – Raffreddamento a liquido – Raffreddamento ad immersione - Sistemi di raffreddamento – Alette e piastre di raffreddamento – Ventilatori – Sistemi di rilevamento della temperatura (termocamere).

RAFFREDDAMENTO DEI SISTEMI FOTOVOLTAICI
Energia solare - Sfruttamento dell’energia solare per la produzione di energia elettrica e termica – Raffreddamento dei sistemi fotovoltaici mediante scambiatori di calore - Pannelli fotovoltaici termici (Sistemi PVT) – Metodo della Differenza di Temperatura media logaritmica – Metodo dell’efficienza - Potenza ed efficienza - Sistemi di accumulo energetico.
Testi docente F. Kreith – Principi di Trasmissione del Calore – ed. Liguori.
Y. Cengel – Termodinamica e trasmissione del calore – McGraw-Hill
G. Guglielimini, C. Pisoni – Elementi di trasmissione del calore – Ed. Veschi
G. Cesini, G. Latini, F. Polonara - Fisica Tecnica - Città Studi Edizioni.
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No
Docente ANTONINO FRANCESCO NUCARA
Obiettivi Obiettivo del corso è fornire agli studenti le conoscenze di base dei meccanismi di trasmissione del calore, in regime stazionario e transitorio, al fine di far loro acquisire competenze nei sistemi di raffreddamento delle apparecchiature elettroniche e dei sistemi fotovoltaici.
Programma TRASMISSIONE DEL CALORE IN REGIME STAZIONARIO
CONDUZIONE: Legge di Fourier - Equazione generale della conduzione - Conduzione in regime stazionario - Conduzione monodimensionale stazionaria senza generazione di calore: pareti piane, cilindriche e sferiche con conducibilità termica costante o variabile con la temperatura - Pareti composte piane, cilindriche e sferiche con conducibilità termica costante - Analogia elettrica - Coefficiente globale di scambio termico per geometrie piane e cilindriche - Spessore critico di un isolante – Conduzione monodimensionale stazionaria con generazione di valore – Conduzione bi e tridimensionale in regime stazionario.
CONVEZIONE: convezione forzata, naturale e mista - Numeri di Nusselt, Prandtl e Grashof - Equazioni fondamentali del moto non isotermo - Analisi dimensionale.
IRRAGGIAMENTO: Radiazioni termiche - Grandezze fondamentali: potere emissivo monocromatico, angolare ed integrale - Leggi dell’irraggiamento: di Lambert, di Planck, di Wien, di Stefan-Boltzmann - Coefficienti di riflessione, trasmissione ed assorbimento - Corpi neri - Corpi grigi e corpi reali - Emissività - Legge di Kirchoff - Radiosità - Fattori di vista - Relazioni fra i fattori di vista: di reciprocità, di additività e di chiusura - Scambio termico fra superfici nere – Scambio termico fra superfici grigie.

TRASMISSIONE DEL CALORE IN REGIME TRANSITORIO
Studio dei sistemi a parametri concentrati (sistemi con resistenza interna trascurabile) – Conduzione termica in regime variabile in superfici piane, cilindriche e sferiche – Metodi numerici di soluzione dell’equazione di scambio termico in transitorio – Metodo delle differenze finite - Formulazione esplicita esplicita ed implicita.

RAFFREDDAMENTO DELLE APPARECCHIATURE ELETTRONICHE
Il carico termico nelle apparecchiature elettroniche – Raffreddamento di apparecchiature elettroniche e led - Raffreddamento per conduzione – Raffreddamento ad aria (in convezione naturale ed irraggiamento; in convezione forzata) – Raffreddamento a liquido – Raffreddamento ad immersione - Sistemi di raffreddamento – Alette e piastre di raffreddamento – Ventilatori – Sistemi di rilevamento della temperatura (termocamere).

RAFFREDDAMENTO DEI SISTEMI FOTOVOLTAICI
Energia solare - Sfruttamento dell’energia solare per la produzione di energia elettrica e termica – Raffreddamento dei sistemi fotovoltaici mediante scambiatori di calore - Pannelli fotovoltaici termici (Sistemi PVT) – Metodo della Differenza di Temperatura media logaritmica – Metodo dell’efficienza - Potenza ed efficienza - Sistemi di accumulo energetico.
Testi docente Dispense del corso
F. Kreith – Principi di Trasmissione del Calore – ed. Liguori.
Y. Cengel – Termodinamica e trasmissione del calore – McGraw-Hill
G. Guglielimini, C. Pisoni – Elementi di trasmissione del calore – Ed. Veschi.
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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