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 sul progetto di componenti meccanici semplici.
Saranno sviluppate, in particolare, le nozioni e le tecniche necessarie per la progettazione di tubazioni e serbatoi in pressione e per la scelta ottimale dei materiali.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il corso sarà articolato in due moduli, rispettivamente di 61 ore (Modulo A) e di 30 ore (Modulo B), tenuto dal Prof. Giudice. Entrambi i moduli saranno costituiti da:
Lezioni frontali.
Esercitazioni sugli argomenti del corso.
Prerequisiti richiesti
Importante: Conoscenze di base di Fisica e di Analisi Matematica.
Frequenza lezioni
Secondo regolamento sarebbe necessaria una frequenza obbligatoria per il 70%.
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.
Modulo B
- Serbatoi in pressione
- Sistemi per il trasporto di fluidi
- Dispositivi per il trasferimento di calore
- Approcci alla scelta dei materiali
Testi di riferimento
Module A
- Ferdinand Beer, Jr. Johnston, E. Russell, John DeWolf, David Mazurek, Mechanics of Materials, McGraw-Hill (approfondimento)
- Richard G. Budynas, Shigley's mechanical engineering design, McGraw-Hill Education (riferimento)
Module B
- G. Towler, R. Synnott, Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design,,Butterworth-Heinemann, 2013
- M.F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, Butterworth-Heinemann, 2015
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Concepts of elasticity theory, Hooke's law, concepts of stress and strain, | Mechanics of materials |
| 2 | Equilibrium of a solid body, internal actions and constraint reactions. Isostatic and hyperstatic. Axial and tangential forces. | Mechanics of materials |
| 3 | Concepts of tensile / compressive, bending, torsion and shear stresses. The stress tensor. Principal and ideal stresses. | Mechanics of materials |
| 4 | Fatigue of materials. | Shigley |
| 5 | Bending beams, methods for determining stresses and displacements. Principle of virtual works and singularity functions. | Mechanics of materials/Shigley |
| 6 | Thermal stresses. Viscoelasticity. Creep and relaxation. | Notes |
| 7 | Gears and speed reducers. | Shigley |
| 8 | Fracture mechanics | Shigley |
| 9 | Serbatoi in pressione | Towler & Sinnott |
| 10 | Dispositivi per il trasferimento di calore | Towler & Sinnott, teacher notes |
| 11 | Sistemi per il trasporto di fluidi | Towler & Sinnott, teacher notes |
| 12 | Approcci alla scelta dei materiali | Ashby |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale su entrambi i moduli assieme.
Prova 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
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
- Analisi e progetto di tubazioni
- Criteri di scelta dei materiali
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