Obiettivi Formativi

Il corso si propone di fornire allo studente i principi teorici di base dell'impiantistica chimica, dalla fluidodinamica al trasferimento di calore e di materia.

Learning Goals

The course aims to provide the student with the basic theoretical principles of chemical plants, from fluid dynamics to heat and mass transfer.

Metodi didattici

Il corso è organizzato in 48 ore di lezioni totali (6 CFU), di cui 24 ore frontali (4 CFU) e 24 di esercitazioni (2 CFU).

Teaching Methods

The course is organized in 48 hours of lessons (6 credits), consisting of 24 hours of frontal lessons (4 credits) and 24 hours of exercise (2 credits).

Prerequisiti

Conoscenza di base matematica, di chimica fisica e di chimica industriale

Prerequisites

Knowledge of basic principles of mathematics and of physical and industrial chemistry

Verifiche dell'apprendimento

Durante il corso delle lezioni sono previste delle prove in itinere per verificare l’apprendimento dello studente. Ai fini della valutazione è previsto un esame finale che consiste in un colloquio orale. La comprensione dei principi base e delle equazioni fondamentali che regolano il trasferimento di quantità di moto, calore e materia è considerata requisito minimo per superare l’esame di verifica.

Assessment

During the course of the lessons, periodical tests will be performed to verify learning from students. For the evaluation, the students are required to pass an oral test. Understanding of the basic principles and fundamental equations about momentum, heat and mass transfer, is considered as the minimum requirement to pass the final examination.

Programma del Corso

1. Trasferimento della quantità di moto e fluidodinamica; Legge di Newton; Principi di analisi dimensionale e uso dei numeri adimensionali; Bilanci di energia e calcolo delle perdite di carico; Comportamento dei fluidi non-newtoniani; Apparecchiature dinamiche per il trasporto dei fluidi; Fluidodinamica in recipienti e reattori agitati. 2. Trasferimento di calore; Legge di Fourier; Conduzione e convezione; Scambiatori di calore e loro dimensionamento di massima; Scambio termico nei reattori chimici; Criteri di scale-up per reattori chimici. 3. Trasferimento di materia; Legge di Fick, Diffusione in miscele gassose binarie; Trasferimento di massa attraverso un gas stazionario; Teoria dei due film. 4. Operazioni unitarie; Apparecchiature a contatto continuo e a stadi di equilibrio; Cenni su distillazione frazionata e assorbimento.

Course Syllabus

1. Momentum transfer and fluid flow; Newton's law; Principles of dimensional analysis and use of dimensionless numbers; Energy balances and pressure drop calculation; Behaviour of non-Newtonian fluids; Dynamic equipment for transport of fluids; Fluid dynamics in reactors and stirred vessels. 2. Heat transfer; Fourier's law; Conduction and convection; Heat exchangers and their preliminary design; Heat transfer in chemical reactors; Scale-up criteria for chemical reactors. 3. Mass transfer; Fick's law, Diffusion in binary gas mixtures; Mass transfer through a stationary gas; The two-film theory. 4. Unit operations; Continuous contact and multiple steady states equipment; Brief notes on fractional distillation and absorption.