TRANSPORT PHENOMENA FOR CHEMICAL ENGINEERING

ING-IND/24 - 12 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

ANTONELLA PATTI
Email: antonella.patti@unict.it
Edificio / Indirizzo: Viale Andrea Doria n.6, DICAR, Ed.10
Telefono: ufficio 095 738 27 61/ cellulare 3932244251
Orario ricevimento: Lunedì dalle 15:00 alle 17:00 | Mercoledì dalle 10:00 alle 12:00


Obiettivi formativi

L'obiettivo del corso è quello di trasmettere la conoscenza dei fenomeni di trasporto della quantita di moto, di energia e di massa, attraverso lo svolgimento di bilanci macroscopi e microscopici, per consentire lo studio dei fenomeni fisici che si attuano all’interno dei processi industriali. Infine, verranno considerati semplici modelli delle principali operazioni dell’ingegneria chimica.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali con esercitazioni numeriche e pratiche.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

Nessuno



Frequenza lezioni

Obbligatoria



Contenuti del corso

Viscosità e meccanismi di trasporto della quantità di moto. Bilanci microscopici di quantità di moto e distribuzione delle velocità in un moto laminare. Equazioni di variazione per sistemi isotermici. Distribuzione delle velocità con più di una variabile indipendente. Distribuzione della velocità in flusso turbolento. Transporto interfase per sistemi isotermi. Bilanci macroscopici per sistemi isotermi. Conducibilità termica e meccanismi di trasporto dell’energia. Bilanci microscopici e distribuzione delle temperature in un solido o in un fluido in regime laminare. Distribuzione delle temperature con più di una variabile indipendente. Transporto interfase per sistemi non-isotermi. Equazione di variazione per sistemi nonisotermici. Bilanci macroscopici per sistemi non isotermi. Diffusività e meccanismo di trasporto della massa. Distribuzione della concentrazione in un solido o in fluido in regime laminare. Equazioni di variazione per sistemi multicomponenti. Transporto interfase per sistemi multicomponenti. Bilanci macroscopici per sistemi multicomponente.Operazioni di uno stadio. Operazioni del trasferimento di massa. Relazioni delle fasi. Calcolo dello stadio di equilibrio. Operazioni multistadio. Introduzione alla reologia dei polimeri. Strumentazioni per la reologia.



Testi di riferimento

  1. Transport Phenomena, R.Byron, Warren E. Stewart, Edwin N.Lightfoot, Ed. John Wiley and Sons Ltd.
  2. Principles of operation unit, Alan S. Faust, L.A. Wenzel, Curtis W. Clump, L. Maus, L.B.Andersen, Ed. Wiley International Edition.
  3. Polymer and composite rheology, R.K.Gupta, Ed. Taylor & Francis Group.

Altro materiale didattico

  1. Perry's Chemical Engineers' Handbook, Don Green, Robert Perry, Ed. McGraw-Hill.


Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Viscosità e meccanismi di trasporto della quantità di moto.(Viscosity and the Mechanisms of Momentum Transport)Testo 1 Cap.1 
2Bilanci microscopici di quantità di moto e distribuzione delle velocità in un moto laminare. (Velocity distribution in laminar flow)Testo 1 Cap.2 
3Equazioni di variazione per sistemi isotermici.(The Equations of Change for Isothermal Systems)Testo 1 Cap.3 
4Distribuzione delle velocità con più di una variabile indipendente. (Velocity distribution with one than more independent variable)Testo 1 Cap.4 
5Distribuzione della velocità in flusso turbolento. (Velocity distribution in turbulent flow)Testo 1 Cap.5 
6Transporto interfase per sistemi isotermi. (Interface transport for isothermal systems)Testo 1 Cap.6 
7Bilanci macroscopici per sistemi isotermi. (Macroscopic balances for isothermal systems)Testo 1 Cap.7 
8Conducibilità termica e meccanismi di trasporto dell’energia. (Thermal conductivity and the mechanisms of energy transport)Testo 1 Cap.8 
9Bilanci microscopici e distribuzione delle temperature in un solido o in un fluido in regime laminare. (Temperature distributions in solids and in laminar flow)Testo 1 Cap.9 
10Equazione di variazione per sistemi non-isotermici. (The equations of change for non-isothermal systems) Testo 1 Cap.10 
11Distribuzione delle temperature con più di una variabile indipendente. (Temperature distribution with one than more independent variable)Testo 1 Cap.11 
12Transporto interfase per sistemi non-isotermi. (Interphase transport for non-isothermal systems)Testo 1 Cap.13 
13Bilanci macroscopici per sistemi non isotermi. (Macroscopic Balances for non-isothermal systems)Testo 1 Cap.15 
14Diffusività e meccanismo di trasporto della massa. (Diffusivity and the mechanisms of the mass transport)Testo 1 Cap.16 
15Distribuzione della concentrazione in un solido o in fluido in regime laminare. (Concentration distribution in solids and in laminar flow )Testo 1 Cap.17 
16Equazioni di variazione per sistemi multicomponenti. (The Equations of change for multicomponent systems)Testo 1 Cap.18 
17Transporto interfase per sistemi multicomponenti. (Interface transport in multicomponent systems)Testo 1 Cap.21 
18Bilanci macroscopici per sistemi multicomponente. (Macroscopic balances for multicomponent systems)Testo 1 Cap.22 
19Operazioni di uno stadio. (Stage operation)Testo 2 Cap.1 
20Operazioni del trasferimento di massa. (Mass-Transfer Operations)Testo 2 Cap.2 
21Relazioni tra le fasi. (Phase relations)Testo 2 Cap.3 
22Calcolo dello stadio di equilibrio. (Equilibrium stage calculations)Testo 2 Cap.4 
23Operazioni multistadio. (Multistage Operations)Testo 2 Cap.5 
24Introduzione alla reologia dei polimeri.(Introduction to polymer rheology)Testo 3 Cap.1 
25Strumentazioni di misure reologiche (reometria). (Instrumentations for rheology)Testo 3 Cap.2 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Prova orale e prove in itinere.La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Oral examination and test in progress. Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Determinazione raggio di una capillare (Determination of a capillary radius by flow measurements); Portata volumetrica attraverso una sezione anulare (Volume flow rate trough an annulus); Moto in una stretta fenditura (Flow in a narrow slit); Moto in una sezione anulare quando il cilindro interno si muove assialmente (Annular flow with inner cylinder moving axially); Perdita di calore da un tubo isolato e da un’aletta rettangolare (Heat loss from an insulated pipe, Heat loss from a rectangular fin); Temperatura massima di un lubrificante (Maximum temperature in a lubricant); Calcolo dello spessore di isolante per la parete di un forno (Insulation thickness for a furnace wall) ; Determinazione della diffusività e della velocità di evaporazione (Determination of the diffusivity and evaporation rate); Velocità di assorbimento in un film cadente (Adsorption rate in a falling film); Metodo della diffusione per separare elio da gas naturale (Method for separating helium from natural gas). Convezione forzata e naturale (Forced and natural convection) ; Evaporazione di una goccia di acqua in caduta libera (Evaporation from a freely falling drop). Svuotamento di un serbatoio cilindrico con tubo di uscita (Draining of a cylindrical tank with exit pipe). Forza di un fluido su un tubo ad U (Force on a U bend in a pipe) Disintegratore del legno (Disintegration of wood chips). Perdite per attrito associate ad una rapida espansione (Friction loss associated with a sudden espansion).Il raffreddamento di un gas ideale (The cooling of an ideal gas). Riscaldamento di un liquido in un serbatoio (Heating of a liquid in a tank).




Apri in formato Pdf English version