26-02-2024 - Physics - Forced convection [EN]-[IT]

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26-02-2024 - Physics - Forced convection [EN]-[IT]

Basic concepts
In thermodynamics and technical physics, the states or phases of an element are studied. In the passage between the various phases, solid, liquid and gaseous, there are intermediate stages which are called mixtures.

Therefore it is good to remember that the saturation of a mixture is a thermodynamic condition strictly dependent on the temperature of the system.
Therefore it is good to remember that the saturation of a mixture is a thermodynamic condition strictly dependent on the temperature of the system.
This is important, the saturation of the mixture does not represent a mixture that has reached the vapor phase, as is often thought, but I repeat that it is a condition that depends on the temperature of the system.

Let us now remember one of the main bases to always remember, the formula for generic real gases:

In this formula appear the factor z which is called the compressibility factor, n which is the reduced pressure and θ which is the reduced temperature.

Another important thing to keep in mind is that in specific real gases there is also an omega factor (ω). This factor is called the acentric Pitzer factor and takes into account the geometry and polarity of the molecule of the particular real gas being studied.

Forced convection

Convection is a type of transport of both matter and energy caused by pressure and the force of gravity.
Below is a sketch to better understand how convection develops.

Where:
The red arrow represents the convective motion of the heat
the blue arrows represent the convective motion of the cold

To create a relationship you can refer to a very small control volume (v.c.) of the fluid under consideration.
However, it is assumed that the conditions are the following:
-Stationary conditions
-Incompressible fluid
-Two-dimensional flows

For this study we will use the transport theorem which links the variation of a quantity G according to the concept of control mass to that of the control volume.
Below is the physics-mathematics relationship

Conclusions
In the study of heat transfer in the convective mode the balance equations can be performed, but these will be differential, punctual and not integral as the equations refer to infinitesimal volumes.

Request
Convection is one of the three main ways in which heat propagates in matter. Did you know that it is a characteristic of fluids?
Convective motions disperse the heat accumulated inside the Earth since our planet was a mass of molten rock. Have you studied convective motions at school?

26-02-2024 - Fisica - Convezione forzata [EN]-[IT]

Concetti base
Nella termodinamica e nella fisica tecnica si studiano gli stati o le fasi di un elemento. Nel passaggio tra le varie fasi, solido, liquido e gassoso, ci sono gli stadi intermedi che vengono chiamate miscele.

Quindi è bene ricordare che la saturazione di una miscela è una condizione termodinamica strettamente dipendente dalla temperatura del sistema.
Quindi è bene ricordare che la saturazione di una miscela è una condizione termodinamica strettamente dipendente dalla temperatura del sistema.
Questo è importante, la saturazione della miscela non rappresenta una miscela che ha raggiunto la fase vapore, come si pensa spesso, ma ripeto che è una condizione che dipende dalla temperatura del sistema.

Ricordiamo ora una delle basi principali da ricordare sempre, la formula dei gas reali generici:

In questa formula compaiono il fattore z che è detto fattore di comprimibilità, n che è la pressione ridotta e θ che è la temperatura ridotta.

Un altra cosa importante da tenere in mente è che nei gas reali specifici esiste anche in fattore omega (ω). Questo fattore è detto fattore acentrico di Pitzer e tiene conto della geometria e della polarità della molecola del particolare gas reale che si sta studiando.

Convezione forzata

La convezione è un tipo di trasporto sia di materia che di energia causato dalla pressione e dalla forza di gravità.
Qui sotto uno schizzo per comprendere meglio come si sviluppa la convezione.

Dove:
La freccia rossa rappresentano il moto convettivo del caldo
le frecce blu rappresentano il moto convettivo del freddo

Per creare una relazione si può fare riferimento ad un volume di controllo (v.c.) molto piccolo del fluido preso in considerazione.
Si ipotizzano però che le condizioni siano le seguenti:
-Condizioni stazionarie
-Fluido incomprimibile
-Flussi bidimensionali

Per questo studio si userà il teorema del trasporto che lega la variazione di una grandezza G secondo il concetto di massa di controllo a quello del volume di controllo.
Qui di seguito la relazione fisica-matematica

Conclusioni
Nello studio del trasferimento di calore nel modo convettivo si possono eseguire le equazioni di bilancio, ma queste saranno differenziali, puntuali e non integrali in quanto le equazioni sono riferite a dei volumi infinitesimi.

Domanda
La convezione è una delle tre modalità principali con cui si propaga il calore nella materia. Sapevate che è una caratteritca dei fluidi?
I moti convettivi disperdono il calore accumulato all'interno della Terra fin da quando il nostro pianeta era una massa di roccia fusa. Avete studiato a scuola i moti convettivi?

THE END