[ingegnerismo]

Trasmissione del calore

Si verifica una trasmissione di calore o quando esiste un gradiente di temperatura all’interno di un sistema oppure quando due sistemi a temperatura diversa vengono posti in contatto. Il processo mediante il quale avviene lo scambio di energia è appunto noto come trasmissione di calore.

La grandezza in transito (il calore appunto) non può essere misurata o osservata, ma possono essere osservati e misurati gli effetti da essa prodotti. Il calore, così come il lavoro, comporta una variazione dell’energia interna di un sistema.

Tutti i processi di trasmissione del calore comportano lo scambio e la conversione di energia e devono quindi obbedire al primo ed al secondo principio della termodinamica.

Da un punto di vista ingegneristico, il problema essenziale, in presenza di trasmissione di calore, è la determinazione della potenza termica trasmessa per una determinata differenza di temperatura ∆T: infatti, le dimensioni delle caldaie, dei radiatori, dei refrigeratori e degli scambiatori di calore dipendono non solo dalla quantità di calore scambiata, ma soprattutto dalla velocità alla quale il calore deve essere scambiato nelle condizioni assegnate. Diventa dunque fondamentale la variabile tempo.

Il buon funzionamento dei componenti di un impianto dipende spesso dalla possibilità di raffreddare alcune parti metalliche, asportando continuamente e velocemente calore dalla superficie. Anche nel progetto di macchine elettriche, di trasformatori e di cuscinetti bisogna fare uno studio dello scambio termico per evitare il surriscaldamento ed il danneggiamento delle apparecchiature. Questi esempi mostrano che in quasi tutti i campi dell’ingegneria sia incontrano problemi di scambio termico che non possono essere risolti dalla sola termodinamica, ma richiedono uno studio basato sulla trasmissione del calore.

Nella trasmissione del calore, poiché è quasi impossibile descrivere esattamente i fenomeni fisici, occorre fare alcune approssimazioni per tradurre un problema in una equazione risolubile.