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Tecnica del Freddo
Refrigeration
Giovanni Di Nicola

Sede Ingegneria
A.A. 2015/2016
Crediti 6
Ore 48
Periodo II
Lingua ITA

Prerequisiti
Conoscenze di Termodinamica applicata, Trasmissione del calore, Fluidodinamica.

Risultati di apprendimento attesi
Alla fine del corso lo studente dovrà conoscere: -i cicli termodinamici inversi; -la fenomenologia di componenti e sistemi per l'ottenimento di temperature inferiori alla temperatura ambiente; -i principali metodi per dimensionare e valutare dal punto di vista tecnico ed economico componenti e sistemi frigoriferi; -le principali tecnologie della refrigerazione alternative alla compressione di vapore; -le modalità di conservazione delle derrate alimentari; -i principali metodi per dimensionare e valutare dal punto di vista tecnico ed economico componenti e sistemi frigoriferi utilizzati per la conservazione delle derrate alimentari; -le principali tecnologie per la criogenia.

Programma
Richiami di termodinamica. Ciclo di Carnot inverso. Rendimento di prima e di seconda legge. Piani termodinamici. Ciclo reale a compressione di vapore. I fluidi refrigeranti. Requisiti funzionali ed ambientali dei fluidi di lavoro. Refrigeranti sintetici e refrigeranti naturali. Ambiti applicativi dei principali refrigeranti. Sottoraffreddamento del liquido e surriscaldamento all’aspirazione. Scambiatore di calore liquido/aspirazione. Limiti di convenienza dei cicli a singolo stadio. Cicli a doppio stadio. Valutazione della pressione intermedia ottimale. Cicli a doppia temperatura. Cicli in cascata. Principali componenti dei cicli a compressione di vapore. Compressori dinamici e volumetrici; rendimento volumetrico e isentropico. Modulazione della capacità frigorifera. Condensatori ed evaporatori. Organi di laminazione. Liquefazione dei gas. Ciclo di Linde. Temperatura di inversione. Ciclo di Claude. Cicli inversi alternativi. Ciclo ad assorbimento: generalità; coppie di fluidi e loro ambiti applicativi; analisi di primo principio. Ciclo ad aria inverso. Ciclo ad adsorbimento. Refrigerazione termoelettrica. Refrigerazione magnetica. Refrigerazione termoacustica. Geotermia. Torri evaporative. La catena del freddo. Meccanismi di deterioramento delle derrate alimentari ed influenza della temperatura. Condizioni di conservazione per i prodotti freschi. Conservazione in atmosfera controllata. Prodotti congelati e prodotti surgelati. Valutazione dei tempi di congelamento. Tecniche di surgelazione. Scongelamento. I materiali isolanti. Modello matematico per il calcolo della conducibilità equivalente. Poliuretani espansi. Lo spessore ottimale di isolamento. Celle e magazzini frigoriferi. Calcolo dei carichi termici. Trasporti refrigerati.

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti consiste in una prova scritta, consistente in alcune domande di natura teorica e applicativa riguardanti gli argomenti trattati nel corso, da completare in due ore.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve dimostrare, attraverso la prova prima descritta, di aver ben compreso i concetti di tecnica del freddo esposti nel corso.

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Ad ognuna delle domande della prova scritta è assegnato un punteggio compreso tra zero e trenta. Il voto complessivo, in trentesimi, è dato dalla media dei voti ottenuti nelle due prove, con arrotondamento all'intero per eccesso.

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Perché l'esito complessivo della valutazione sia positivo, lo studente deve conseguire almeno la sufficienza, pari a diciotto punti, nella prova prima descritta. La valutazione massima è raggiunta dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti del corso nell'ambito della prova.

Testi consigliati
Appunti dalle lezioni, disponibili alla pagina del docente. Per approfondimenti: A. Cavallini, L. Mattarolo, Termodinamica applicata, CLEUP, Padova, 1992. W.F. Stoecker, Manuale della refrigerazione industriale, Tecniche Nuove, Milano, 2001.

Corsi di laurea

• Ingegneria Meccanica (Corso di Laurea Magistrale (DM 270/04))