9794492 - TRANSPORT PHENOMENA FOR CHEMICAL ENGINEERING A - Z

L'obiettivo del corso è quello di trasmettere la conoscenza dei fenomeni di trasporto della quantità 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.

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.
 
 

Nessun prerequisito

Obbligatoria

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. Equazione di variazione per sistemi nonisotermici. Distribuzione delle temperature con più di una variabile indipendente. Transporto interfase per sistemi non-isotermi.   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.

1. Transport Phenomena, R.Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N.Lightfoot, Ed. John Wiley and Sons Ltd.
2. Principles of Unit Operations, 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.

Testo di supporto:  4.Perry's Chemical Engineers' Handbook, Don Green, Robert Perry, Ed. McGraw-Hill.

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

Elementi di valutazione: Conoscenza ed applicazione di proprietà e procedimenti, 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

Legge di Newton della viscosità. Moto di un fluido in un tubo circolare. Determinazione raggio di una capillare. Portata volumetrica attraverso una sezione anulare. Moto in una stretta fenditura. Moto in una sezione anulare quando il cilindro interno si muove assialmente. Legge di Fourier sulla conduzione del calore. Perdita di calore da un tubo isolato e da un’aletta rettangolare. Temperatura massima di un lubrificante. Calcolo dello spessore di isolante per la parete di un forno. Determinazione della diffusività e della velocità di evaporazione. Velocità di assorbimento in un film cadente. Metodo della diffusione per separare elio da gas naturale. Definizione dei coefficienti di attrito. Convezione forzata e naturale.  Evaporazione di una goccia di acqua in caduta libera. Potenza necessaria per il moto in una tubazione. Svuotamento di un serbatoio cilindrico con tubo di uscita. Forza di un fluido su un tubo ad U. Disintegratore del legno. Perdite per attrito associate ad una rapida espansione. Il raffreddamento di un gas ideale. Trasmissione termica in uno scambiatore a doppio tubo.