1008057 - EQUIPMENT DESIGN FOR CHEMICAL INDUSTRY A - Z
Risultati di apprendimento attesi
Si forniscono le informazioni e le tecniche di base per la progettazione meccanica di componenti di impianti industriali, in particolare nel settore degli impianti chimici e petrolchimici.
Si tratteranno argomenti relativi al comportamento dei materiali in condizioni di carico meccanico e/o termico in condizioni statiche e dinamiche e al progetto di componenti meccanici semplici.
Saranno sviluppate, in particolare, le nozioni e gli strumenti per la progettazione di alcuni elementi di impianto basilari (serbatoi in pressione, tubazioni, scambiatori di calore), gli approcci alla scelta ottimale dei materiali, e quelli alla progettazione del ciclo di vita e alla sostenibilità ambientale.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il corso sarà articolato in due moduli, tenuti dalla Prof.ssa Fargione (Modulo A), e dal Prof. Giudice (Modulo B). Entrambi i moduli saranno costituiti da: lezioni frontali; esercitazioni sugli argomenti del corso.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza
potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto
dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel
syllabus.
Il materiale didattico è
costituito dalle slide delle lezioni e da documentazione aggiuntiva
(studium.unict.it).
Prerequisiti richiesti
Importanti: Conoscenze di base di Fisica e di Analisi Matematica.
Frequenza lezioni
La frequenza è obbligatoria. Le lezioni si svolgeranno trisettimanalmente nel primo semestre del secondo anno.
Contenuti del corso
Modulo A
· Concetti di teoria dell'elasticità, legge di Hooke, concetti di tensione e deformazione.
· Equilibrio di un corpo solido, azioni interne e reazioni vincolari. Isostatiche e iperstatiche. Sforzi assiali e tangenziali.
· Geometria delle masse e delle aree.
· Sollecitazioni di trazione/compressione, flessione, torsione e taglio. Il tensore degli sforzi. Tensioni principali e ideali.
· Travi inflesse, metodi per determinare sollecitazioni e deformazioni. Principio del lavori virtuali e funzioni di singolarità.
· Carico critico di Eulero.
· Fatica dei materiali.
· Sollecitazioni termiche. Viscoelasticità. Creep e rilassamento.
· Cenni di meccanica della frattura.
· Assi e alberi di trasmissione.
· Cenni sulla lubrificazione.
· Saldature.
Modulo B
· Serbatoi in pressione.
· Dispositivi per il trasferimento di calore.
· Sistemi per il trasporto di fluidi.
· Approcci alla scelta dei materiali.
· Progettazione del ciclo di vita e sostenibilità ambientale.
Testi di riferimento
Modulo A
- Ferdinand Beer, Jr. Johnston, E. Russell, John DeWolf, David Mazurek, Mechanics of Materials, McGraw-Hill (testo di approfondimento)
- Richard G. Budynas, Shigley's mechanical engineering design, McGraw-Hill Education (testo di riferimento)
Modulo B
- G. Towler, R. Sinnott, Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, Butterworth-Heinemann, 2013 (testo di riferimento)
- M.F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, Butterworth-Heinemann, 2015 (testo di approfondimento)
- F. Giudice, G. La Rosa, A. Risitano, Product Design for the Environment: A Life Cycle Approach, CRC/Taylor & Francis, 2006 (testo di approfondimento)
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Concetti di teoria dell'elasticità, legge di Hooke, concetti di tensione e deformazione. − Equilibrio di un corpo solido, azioni interne e reazioni vincolari. Isostatiche e iperstatiche. Sforzi assiali e tangenziali. − Geometria delle masse e delle aree. − Sollecitazioni di trazione/compressione, flessione, torsione e taglio. Il tensore degli sforzi. Tensioni principali e ideali. − Travi inflesse, metodi per determinare sollecitazioni e deformazioni. Principio del lavori virtuali e funzioni di singolarità. − Carico critico di Eulero. − Fatica dei materiali. − Sollecitazioni termiche. Viscoelasticità. Creep e rilassamento. − Cenni di meccanica della frattura. − Assi e alberi di trasmissione. − Cenni sulla lubrificazione. − Saldature. | Appunti dai testi citati, slides |
| 2 | Serbatoi in pressione (Towler & Sinnott) − Dispositivi per il trasferimento di calore (Towler & Sinnott) − Sistemi per il trasporto di fluidi (Towler & Sinnott) − Approcci alla scelta dei materiali (Ashby) − Progettazione del ciclo di vita e sostenibilità ambientale (Giudice et al.) | Testi specificati per ogni argomento, appunti |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale. Elementi di valutazione: pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, qualità dei contenuti, capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, capacità di riportare esempi, proprietà di linguaggio tecnico e capacità espressiva complessiva dello studente.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio al fine di programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. In tal caso, si consiglia rivolgersi al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di afferenza del Corso di Laurea.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- Calcolo di reazioni vincolari e di azioni interne
- Calcolo di tensioni e deformazioni
- Progetto di alberi di trasmissione
- Fatica dei materiali
- Progetto dei serbatoi a pareti sottili
- Tipologie di dispositivi per lo scambio termico
- Criteri di scelta dei materiali
English version