Come calcolo lo scambio termico?
buongiorno a tutti, domanda credo molto semplice (livello scula superiore) ma purtroppo è passato troppo tempo per me dall'ultima volta in cui ho affrontato l'argomento..
mi trovo nella situazione di dover calcolare come varia la temperatura di un liquido se si trova all'interno di diversi contenitori, data la T° esterna, mi spiego meglio con un esempio:
se tolgo dal frigorifero 1 litro di latte in bottiglia di vetro a 6°C e lo lascio al sole d'estate (mettiamo T°esterna 30°C) per 1 ora, come calcolo la temperatura alla quale è arrivato il latte?
grazie mille a tutti
mi trovo nella situazione di dover calcolare come varia la temperatura di un liquido se si trova all'interno di diversi contenitori, data la T° esterna, mi spiego meglio con un esempio:
se tolgo dal frigorifero 1 litro di latte in bottiglia di vetro a 6°C e lo lascio al sole d'estate (mettiamo T°esterna 30°C) per 1 ora, come calcolo la temperatura alla quale è arrivato il latte?
grazie mille a tutti
Risposte
In generale è un problema di scambio termico per convezione, conduzione e irraggiamento.
Per quanto riguarda l'irraggiamento la soluzione è abbastanza semplice, conoscendo l'irraggiamento diffuso, quello diretto e il coefficiente di assorbimento della bottiglia.
Per quanto riguarda invece conduzione e convezione c'è bisogno di formule sperimentali, basate sulla similitudine geometrica, termodinamica e tra fluidi, ovvero sui numeri adimensionali di Grashov, Prandtl e Reynolds, realtive alla geometria della bottiglia e degli oggetti che stanno attorno (per esempio il piano su cui è eventualmente poggiata) e al caso di superficie più fredda del fluido. In prima approssimazione penso che si possa considerare come superficie cilindrica ad asse verticale immersa in un fluido quale l'aria, con convezione naturale immagino. Essendo inoltre l'aria umida e visto che solitamente in estate sono presenti valori di umidità assoluta tali che a 6°C si è sotto la temperatura di rugiada, deve essere considerato il contributo allo scambio termico anche di tale umidità, con il relativo coefficiente di diffusione dell'acqua nell'aria, approssimativamente proporzionale a quello di scambio termico.
Per quanto riguarda l'irraggiamento la soluzione è abbastanza semplice, conoscendo l'irraggiamento diffuso, quello diretto e il coefficiente di assorbimento della bottiglia.
Per quanto riguarda invece conduzione e convezione c'è bisogno di formule sperimentali, basate sulla similitudine geometrica, termodinamica e tra fluidi, ovvero sui numeri adimensionali di Grashov, Prandtl e Reynolds, realtive alla geometria della bottiglia e degli oggetti che stanno attorno (per esempio il piano su cui è eventualmente poggiata) e al caso di superficie più fredda del fluido. In prima approssimazione penso che si possa considerare come superficie cilindrica ad asse verticale immersa in un fluido quale l'aria, con convezione naturale immagino. Essendo inoltre l'aria umida e visto che solitamente in estate sono presenti valori di umidità assoluta tali che a 6°C si è sotto la temperatura di rugiada, deve essere considerato il contributo allo scambio termico anche di tale umidità, con il relativo coefficiente di diffusione dell'acqua nell'aria, approssimativamente proporzionale a quello di scambio termico.
ti ringrazio per la risposta, dai suggerimenti che mi hai dato per quello che mi serve calza la prima ipotesi considerando l'irraggiamento, ho cercato di capirci qualcosa cercando esercizi svolti o spiegazioni sul "come fare"..speravo inutilmente fosse più semplice, 
purtroppo per me è un campo del tutto nuvo e decisamene oscuro!
qualcuno riesce a farmi un esempio pratico (anche con numeri inventati) per vedere come impostare il problema?
purtroppo per me è un campo del tutto nuvo e decisamene oscuro!qualcuno riesce a farmi un esempio pratico (anche con numeri inventati) per vedere come impostare il problema?
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