Obiettivi dell’insegnamento:

Il corso si propone di mettere in grado lo studente di analizzare i fenomeni relativi alla conservazione e al trasporto di quantità di moto, energia e materia e di risolvere problemi connessi a queste tematiche. Gli aspetti teorici vengono accompagnati da quelli pratici e applicati alle apparecchiature tipiche dell'ingegneria di processo

Programma delle lezioni e esercitazioni:

Bilanci generalizzati di materia, energia e quantità di moto. Le proprietà dei fluidi: densità e volume Specifico; tensione superficiale e capillarità; tensione di vapore; viscosità. Fluidi newtoniani e non newtoniani.

Statica dei fluidi. Spinte su superfici piane e su superfici curve. Spinte e galleggiamento. Equilibrio dei corpi immersi.

Dinamica dei fluidi. Equazione di Bernoulli e sue applicazioni: tubo di Pitot, tubo di Venturi, efflusso da un serbatoio, stramazzi. I fluidi comprimibili. La conservazione della quantità di moto. Moto laminare e moto turbolento. Moto intubato laminare: imbocco; profilo di velocità sviluppato; le perdite di pressione; moto laminare e tubazioni comunque inclinate; perdite di carico e fattore d’attrito. Moto turbolento: profilo di velocità nel moto turbolento; tubi scabri; perdite localizzate. Deformazione degli elementi di fluido e equazione indefinita di conservazione della quantità di moto. Moto a film in regime puramente viscoso. Strato limite.

Trasporto di energia. Conduzione: conducibilità termica; diffusività termica; conduzione stazionaria in una parete piana; conduzione stazionaria in più pareti piane; conduzione stazionaria in uno spessore cilindrico. Convezione forzata e naturale: analisi dimensionale; stima del coefficiente convettivo di scambio. Conduzione e convezione. Scambiatori di calore. Irraggiamento: assorbimento, emissività e corpi neri; leggi di Plank, e di Wien; fattori di vista; scambio di calore tra corpi grigi.

Il trasporto di materia. Bilancio di materia e il termine di reazione. Legge di Fick: diffusione in lastra piana e cilindri. Coefficiente di diffusione e la sua stima. Convezione materiale. Analogia tra convezione materiale e termica. Strato limite materiale.

Il corso è organizzato in lezioni e esercitazioni. Le verifiche in itinere sono due, programmate durante il periodo di sospensione lezioni. Recuperi per entrambe le verifiche sono previsti secondo il calendario delle sessioni di esame definiti dalla Facoltà. Superate positivamente entrambe le verifiche si è ammessi all’orale, obbligatorio per ottenere la valutazione finale.