00501 - IMPIANTI CHIMICI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente ha acquisito a) gli elementi di base dell’impiantistica chimica che gli consentono di valutare in modo quantitativo la prestazione di singoli apparati, di processi ed impianti b) nozioni circa la configurazione e le caratteristiche costruttive di alcuni tipici apparati dell’industria chimica, inclusi apparati di depolverazione di effluenti gassosi, ed è in grado di risolvere semplici problemi di modellazione di alcuni processi di separazione e di reattoristica chimica.

Contenuti

Modulo a Prof. Alessandro Paglianti

Bilanci integrali di materia ed energia applicati ad apparati ed impianti. Schematizzazioni di apparati dell'industria chimica e di processo: modello di stadio di equilibrio, gradi di libertà, problemi di progetto e di verifica, efficienza di stadio; modelli fluidodinamici semplici (mescolatore perfetto, flusso a pistone).

Moto dei fluidi: regimi di moto per il moto in condotti, equazione di Bernoulli generalizzata, perdite di carico; pompe (cenni); cenni su legge di Stokes e moto dei fluidi in letti granulari.

Modulo b Prof.ssa Giuseppina Montante

Trasporto interfacciale di materia per convezione: coefficienti di fase e globali, forza motrice media logaritmica.

Trasmissione del calore: conduzione; convezione, coefficienti di fase e globali, differenza di temperatura media logaritmica; scambiatori di calore.

Modulo c Prof. Davide Pinelli

Reattori chimici: principali tipologie di reattori; reattori isotermici  ideali (batch, CSTR, PFR) e confronto di prestazioni;  criteri di progettazione e problemi di verifica; problemi di resa e di selettività.

Processi di separazione: principi ed applicazioni principali di tali operazioni, modalità operative, elementi di progettazione, cenni su problemi di verifica relativi alle seguenti operazioni unitarie: distillazione integrale; assorbimento e stripping (in colonne a piatti e a riempimento); concentrazione; adsorbimento; cenni su altre operazioni di separazione (operazioni di umidificazione; essiccamento).

Configurazione e caratteristiche di apparati: colonne a piatti, colonne riempite; apparati per la separazione di sistemi solido-gas.

Testi/Bibliografia

·   R.M. Felder, R.W. Rousseau, Elementary Principles of Chemical Processes, 3^ ed., Wiley, 2000.

·   W.L. McCabe, J.C. Smith, P. Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 5^ ed., McGraw-Hill, 1993.

·   V. Petrone, E. Fioco, L'Impianto Chimico, Ed. Scient. Siderea, Roma, 2000.

[Si tratta di testi di riferimento consigliati, utili per approfondimenti di varie parti del programma; non sono adottati ufficialmente, né seguiti in modo dettagliato].

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni in aula, secondo l'orario ufficiale.

Durante le lezioni vengono presentati e discussi gli argomenti sopra indicati; tale momento teorico viene affiancato da esercitazioni numeriche svolte in aula.

Durante le esercitazioni, al fine di facilitare lo studente ad acquisire la capacità di svolgere semplici calcoli e per la preparazione dell'esame, vengono svolti esercizi in aula individualmente o in piccoli gruppi. Nel corso di tale attività il docente, gradua la difficoltà dei problemi e chiarisce eventuali dubbi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame di fine corso mira a valutare il raggiungimento dei principali obiettivi didattici:

-         capacità di impiegare gli strumenti di analisi e di calcolo, oggetto delle lezioni e delle esercitazioni, per comprendere il funzionamento degli apparati e i principi su cui è basata la progettazione, inclusi i fenomeni chimico/fisici che avvengono in impianti e apparecchiature di processo;

-         capacità di impiegare i risultati ottenuti al fine di migliorare il funzionamento di impianti e apparecchiature di processo.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta finale della durata complessiva di 3 ore, durante la quale è ammesso l'uso di libri, appunti, calcolatrici, e di una successiva prova orale.

La prova scritta mira ad accertare le abilità acquisite nel risolvere problemi quantitativi nell'ambito delle tematiche affrontate. Essa viene valutata attraverso un giudizio espresso in trentesimi. La prova orale, anch'essa valutata in trentesimi, mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze previste dal programma del corso.

Il voto finale, espresso in trentesimi, tiene conto delle valutazioni riportate in entrambe le prove (peso sul voto finale: circa 1/3 e 2/3, rispettivamente).

Strumenti a supporto della didattica

Tracce, schemi, schede e testi di esercizi da svolgere: distribuiti a lezione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandro Paglianti

Consulta il sito web di Giuseppina Montante

Consulta il sito web di Davide Pinelli