L’insegnamento si propone di fornire agli studenti gli strumenti logico formali per la soluzione di problemi di processo complessi governati da fenomeni di trasporto. Particolare attenzione è dedicata alle equazioni di bilancio locale di materia e di energia applicate a sistemi di interesse nell’ingegneria chimica e di processo.
La partecipazione alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercizi, eventuali seminari), lo studio individuale e la discussione in gruppo permetteranno allo studente di:
Il modulo prevede lezioni frontali in presenza in aula o lezioni on-line tramite TEAMS (in funzione della situazione sanitaria vigente). Alla presentazione di contenuti teorici si alternano lezioni con esercizi svolti dal docente o a gruppi guidati per favorire l’apprendimento e la discussione di specifici esempi di applicazioni proprie dell’ingegneria di processo. E' prevista una attività conclusiva di laboratorio informatico finalizzato all'uso di software specifici. Si consiglia la frequenza delle lezioni.
Le competenze trasversali in termini di abilità comunicativa e autonomia di giudizio verranno acquisite tramite la discussione di esempi concreti di problemi complessi.
Il programma del modulo prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti:
1. Introduzione
lessico e nomenclatura, introduzione ai fenomeni di trasporto, impostazione generale dei bilanci locali.
2. Bilancio locale di materia
bilancio locale di materia in massa e in moli;
equazione di Fick;
analisi sistematica delle principali ipotesi semplificative:
3. Bilancio locale di energia
bilancio locale di energia e sua degenerazione a bilancio entalpico;
equazione di Fourier;
analisi delle principali ipotesi semplificative discusse nel caso dei bilanci di materia.
4. Sistemi complessi
cenno ai bilanci locali di quantità di moto;
analogie di trasporto;
analisi di sistemi che richiedano la risoluzione simultanea di bilanci locali di materia, energia e quantità di moto.
Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile nell'Aulaweb o sul canale TEAMS dell’insegnamento, così come alcuni esempi di prove scritte e una traccia per la loro soluzione. Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in Aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame, ma i libri seguenti sono suggeriti come testi di appoggio e approfondimento:
- R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot, “Fenomeni di trasporto”, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
- M. Dente, E. Ranzi, “Principi di Ingegneria Chimica”, Città Studi Edizioni, Torino.
- M.C. Annesini, “Fenomeni di trasporto. Fondamenti e applicazioni”, Edizioni Hoepli.
- R.H. Perry, D.W. Green,“Perry’s chemical engineers’ handbook” VIII ed., Mc Graw Hill.
Ricevimento: Il docente riceve previo appuntamento concordato via email (barbara.bosio@unige.it) presso l'ufficio in Via Opera Pia 15, padiglione B, II piano (di fronte all'aula B16).
ELISABETTA ARATO (Presidente)
BARBARA BOSIO (Presidente)
Le lezioni avranno inizio in accordo con il calendario della Scuola Politecnica.
La prova finale del modulo consiste nel superamento di una prova scritta per l’ammissione al colloquio orale. Lo scritto consiste in un problema da risolversi per rispondere a una o più domande specifiche e a una domanda aperta correlata alla discussione dei risultati. Gli studenti avranno a disposizione 2 ore e mezza di tempo. I dati necessari possono essere forniti dal testo o da reperirsi su manuali tecnici messi a disposizione dal docente, mentre non è consentito l’uso di alcun materiale personale di consultazione. Gli studenti troveranno nell’Aulaweb dell’insegnamento esempi di esami e una traccia per la loro soluzione. Alcune prove d’esempio saranno svolte a lezione e il docente è comunque a disposizione per spiegazioni sullo svolgimento dei problemi previo appuntamento.
Lo scritto potrà essere sostenuto sia in appelli precedenti, sia nello stesso appello in cui lo studente intende sostenere l’esame orale. La prova scritta non ha limiti di scadenza, può essere ripetuta, ma in tal caso vale il voto dell’ultimo scritto consegnato.
Per accedere alla prova orale gli studenti dovranno aver superato la prova scritta con un voto minimo di 16/30 e il voto conseguito nel presente modulo sarà la media tra prova scritta e orale. La prova orale può essere ripetuta pur conservando il voto conseguito di prova scritta.
Il voto conseguito nell’insegnamento sarà la media dei voti attribuiti nei due moduli in cui si articola l’insegnamento. Si rimanda gentilmente alla consultazione dei singoli moduli per i dettagli.
Saranno disponibili 2 appelli di esame per la sessione ‘invernale’ (gennaio e febbraio) e 3 appelli per la sessione ‘estiva’ (giugno, luglio, settembre). La prova orale, inoltre, può essere sostenuta anche durante le pause didattiche previste dalla Scuola Politecnica in autunno e in primavera. Non verranno concessi appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati dalla Scuola Politecnica, fatta eccezione per studenti che non abbiano inserito nel piano di studi attività formative nell’anno accademico in corso.
La prova scritta verte su un problema che richiede la risoluzione di bilanci locali applicati a un sistema caratterizzato da fenomeni di trasporto di materia e/o energia in sistemi complessi. Oltre alla capacità di impostare e risolvere correttamente il problema, saranno valutati il rigore logico della metodologia applicata, la giustificazione delle eventuali ipotesi assunte, la chiarezza dell’esposizione scritta.
L’esame orale prevede domande che possono riguardare tutto il programma presentato a lezione, formulate in termini di quesiti teorici o in forma di problemi applicativi. L’esame si prefigge di accertare le specifiche competenze acquisite e soprattutto la capacità di utilizzarle combinate assieme per orientarsi in casi di studio concreti. Saranno valutate inoltre la qualità dell’esposizione, l’utilizzo corretto della terminologia tecnica e la capacità di ragionamento critico.
Per un proficuo apprendimento sono necessarie conoscenze base di analisi matematica (in particolare soluzione di sistemi alle derivate parziali), chimica e fisica, nonché la capacità di impostare e risolvere bilanci macroscopici e calcoli dell’equilibrio di fase e di reazione. Tuttavia, non è prevista alcuna propedeuticità formale.
Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare il docente all’inizio del corso per concordare modalità didattiche e d’esame che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali.
