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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 089686 - TERMODINAMICA DELLE MISCELE + FENOMENI DI TRASPORTO
Docente Masi Maurizio , Rota Renato
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Corso Integrato

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (422) INGEGNERIA DELLA PREVENZIONE E DELLA SICUREZZA NELL'INDUSTRIA DI PROCESSO*AZZZZ089686 - TERMODINAMICA DELLE MISCELE + FENOMENI DI TRASPORTO

Obiettivi dell'insegnamento

Termodinamica delle miscele: 

Il corso si prefigge l’obiettivo di fornire le basi della termodinamica in sistemi multicomponente, rendendo lo studente in grado di calcolare equilibri di fase liquido vapore e equilibri in presenza di reazioni.

Fenomeni di trasporto:

Il corso si prefigge l’obiettivo di fornire le basi delle leggi che regolano il trasporto di materia e energia e la capacità di applicarle a problemi tipici dell'ingegneria.


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

  • conosce i principi fondamentali dei bilanci di materia e energia e degli equilibri di fase anche in presenza di reazione
  • conosce i principi fondamentali dei fenomeni di trasporto
  • è in grado di applicare la conoscenza a specifici problemi 
  • è in grado di commentare criticamente i risultati ottenuti

Argomenti trattati

Termodinamica delle miscele:

Introduzione alla termodinamica: significato e validità di una legge TD. Sistemi isolati, chiusi, e aperti. Variabili di stato estensive e intensive. Primo principio della termodinamica, lavoro e energia interna. Secondo principio della termodinamica.

Gas perfetto e calcolo delle sue proprietà: Diagrammi P-v, P-T, T-v

Equazioni di stato: Van der Walls, cenni altre cubiche, equazione degli stati corrispondenti. Calcolo dell’energia libera di Gibbs e concetto e calcolo di funzioni residue.

Metodi indiretti per il calcolo delle proprietà della fase liquida.

Proprietà termodinamiche in condizioni di equilibrio di fase: equazione di Clausius Clapeyron, equazione di Antoine, concetto di fugacità e calcolo.

Proprietà delle miscele: definizione di grandezza parziale molare, teorema di Gibbs per gas perfetto, calcolo delle proprietà per miscela di gas ideale.

Miscele liquide e metodi indiretti: definizione di miscela ideale e calcolo delle proprietà. Regola di Lewis-Randall. Definizione di funzione di eccesso. Definizione di coefficiente di attività.

Equilibrio tra le fasi (VLE): regola delle fasi di Gibbs. Comportamento qualitativo di un liquido in equilibrio col suo vapore, diagrammi di fase T-P-x/y, concetto di azeotropo. Calcolo del punto di bolla e rugiada. Legge di Rault e Rault modificata.

Composti supercritici e leggi limite per composti diluiti: calcolo dela fugacità per composti supercritici. Costante di Henry.

Sistemi reagenti e bilanci materiali multicomponente.

Bilanci di energia sistema multicomponente.

Fenomeni di trasporto:

 

Definizione di viscosità, diffusività materiale e termica.
Numero di Reynolds, strato limite, turbolenza.
Bilanci macroscopici. Equazioni costitutive (continuità, Cauchy).
Conduzione di calore (lastra piana).
Bilancio macroscopico di energia (numeri adimensionali di Nusselt, Prandtl e correlazioni per il calcolo dei coefficienti di trasporto). Trasporto di calore su solido semiinfinito.
Convezione.
Equazioni costitutive del trasporto di materia: stazionario e non stazionario. Analogia tra convezione materiale e termica.
Fenomeni di trasporto in un flusso turbolento.
Irraggiamento.


Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze elementari di analisi matematica, con particolare riferimento al calcolo differenziale e integrale e equazioni differenziali. Questi argomenti sono previsti nei programmi degli insegnamenti di Analisi Matematica I.


Modalità di valutazione

L’esame finale consterà di una prova scritta e una prova orale.

La prova scritta, mirata alla verifica della capacità di risolvere problemi di trasporto di materia e energia, sarà valutata sulla base della correttezza dei modelli utilizzati e dei risultati numerici ottenuti e sulla capacità di commentare criticamente i risultati ipotizzando anche soluzioni progettuali diverse. La prova scritta, della parte di Fenomeni di trasporto, contiene anche una domanda di teoria.

La prova orale oltre alla conoscenza dei contenuti, serve a valutare anche la conoscenza di un linguggio tecnico adeguato e la capacità di esposizione dello studente.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaR. Rota, Fondamenti di termodinamica dell'ingegneria chimica, Editore: Pitagora edizioni Bologna
Risorsa bibliografica obbligatoriaDispense del corso di fenomeni di trasporto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
60:00
90:00
Esercitazione
40:00
60:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
19/01/2021