29902 - PRINCIPI DI INGEGNERIA CHIMICA E BIOCHIMICA T

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Imprese innovazione e infrastrutture

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire le conoscenze di base sui diversi meccanismi di trasmissione del calore e di trasporto di materia; fare acquisire allo studente la capacità di esaminare in termini operativi vari aspetti legati alla scelta, al dimensionamento e alla verifica delle apparecchiature di interesse. Fornire gli elementi per la corretta impostazione delle equazioni di bilancio di materia ed energia in singole apparecchiature, anche per il caso di presenza di reazioni chimiche o biochimiche, in apparecchiature a stadi e in sistemi di apparecchiature. Fornire agli studenti la capacità di utilizzare modelli fluidodinamici semplici per l’analisi, il dimensionamento di massima e il calcolo di verifica di apparecchiature di scambio termico, scambio di materia tra fasi e reattori chimici o biochimici.

Contenuti

  • Introduzione ai fenomeni di trasporto ed equazioni integrali di bilancio per la generica grandezza estensiva.

 

  • Meccanismi di trasporto del calore. Convezione e conduzione.
  • Bilanci locali di energia. Condizioni al contorno. Geometria piana, cilindrica e sferica.
  • Coefficienti di scambio termico. Trasporto di calore in condizioni di convezione forzata e naturale. Analisi dimensionale. Coefficiente globale di scambio.
  • Bilanci macroscopici di energia. Fase perfettamente miscelata e corrente monodimensionale.
  • Meccanismo di trasporto del calore per irraggiamento. Legge di Kirchhoff, emissione del corpo nero, emissività dei materiali, fattori di vista, scambio termico fra superfici grigie.

 

  • Trasporto di materia diffusivo e convettivo. Legge di Fick.
  • Bilanci locali di materia. Condizioni al contorno. Geometria piana, cilindrica e sferica. Sistemi reagenti e catalisi eterogenea. Trasporto di materia in fluidi in moto. Convezione generata dalla diffusione.
  • Coefficienti di scambio di materia. Trasporto di materia tra fasi. Analisi dimensionale. Coefficiente globale di scambio.
  • Bilanci macroscopici di materia. Fase perfettamente miscelata e corrente monodimensionale.

 

  • Analogia matematica fra trasporto di materia, calore e quantità di moto. Trasporto simultaneo di materia e calore.

Testi/Bibliografia

Testi necessari

Appunti di lezione.

Annesini M.C., Fenomeni di Trasporto Fondamenti e Applicazioni, Ingegneria 2000, Roma, 2009

Testi di approfondimento

Gostoli C., Trasporto di Materia con elementi di reattoristica chimica e biochimica, Pitagora editrice, Bologna, 2011.

F.P. Foraboschi, Principi di Ingegneria Chimica, Utet, 1973.

Metodi didattici

Lezioni frontali teoriche e risoluzione di casi applicativi.

 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame in modalità mista prevede un'unica prova scritta di 2 ore suddivisa in due parti:

  • una parte costituita da 5 domande teoriche a risposta aperta (circa 30 min). Il punteggio massimo per ciascuna risposta è di 2 punti. Il punteggio massimo conseguibile è di 10 punti complessivi. Per il superamento dell'esame è necessario superare questa parte con un punteggio pari o superiore a 6 punti (la seconda parte dell'esame non sarà corretta in caso di mancato raggiungimento di questa soglia);
  • un problema da risolvere (circa 1,5 h). Il punteggio massimo conseguibile è di 20 punti. Per il superamento dell'esame è necessario superare questa parte con un punteggio pari o superiore a 12 punti.

Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi ottenuti nelle due parti della prova scritta. L'esame si considera superato con un voto pari o superiore a 18/30.

L'unico materiale consultabile durante lo svolgimento dell'esame è un formulario che verrà fornito durante il corso. E' consentito l'uso della calcolatrice.

Strumenti a supporto della didattica

Proiezione di slides che verranno rese disponibili agli studenti.

 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Camilla Luni

Consulta il sito web di Giovanni Cocchi