Il corso si propone di fornire a tutti gli studenti, indipendente-mente dalla provenienza, gli strumenti di base per compren-dere la fenomenologia di base dei processi chimici e gli strumenti matematici correlati. Il corso è articolato in due fasi: la prima tratta temi di principi di ingegneria chimica, la seconda affronta problematiche di calcolo numerico applicate a tali principi.
Erogazione tradizionale, frequenza consigliata.
Parte 1
• Introduzione ai processi di espansione/compressione dei fluidi: nei processi continui e discontinui (isotermi e isoentropici), compressione dei gas, rendimento dei compressori, compressione multistadio.
• Concetti di fluodinamica: equazioni di Navier-Stokes, eq. generalizzata del Bernoulli per fluidi incomprimibili e comprimibili. Moto viscoso esterno: concetto di strato limite (lastra piana) per moto laminare e turbolento (concetti di resistenza e portanza).
• Similitudine e analisi dimensionale: l'importanza dei numeri adimensionale nell'identificazione dei possibili regimi di funzionamento.
• Analisi termodinamica di alcuni cicli: Carnot (come protipo di macchina termica semplice); cicli diretti a gas e vapore (Rankine, Joule-Brayton, Otto e Diesel); cicli inversi a vapore (ciclo frigorifero, pompe di calore).
• Teoria cinetica dei fenomeni di trasporto nei gas ideali: legge microscopica unitaria per la descrizione dei fenomeni di trasporto (di materia, di quantità di moto e di energia termica); estensione ai gas reali.
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Parte 2
• Metodi numerici per: la risoluzione di equazioni algebriche e integrali; il calcolo numerico delle derivate.
• Introduzione all’algebra matriciale: operazioni tra vettori e matrici, trasformazioni lineari, determinante di una matrice, matrice inversa, soluzione di un sistema d’equazioni lineari, matrici ortogonali, diagonalizzazione di una matrice, problema agli autovalori e autovettori.
• Introduzione ai metodi per l’approssimazione funzionale (valutazione di modelli lineari e non lineari, interpolazione C-spline).
• Equazioni differenziali: equazioni lineari omogenee e non omogenee, sistemi di equazioni differenziali ordinarie, metodi numerici per la risoluzione di equazioni differenziali, problemi ai valori iniziali e al contorno. Differenze finite. Introduzione alle equazioni differenziali a derivate parziali.
Materiale didattico distribuito via Aula Web
R. Bird, “Transport Phenomena”, John Wiley & Sons
N. Piskunov, “Calcolo Differenziale e Integrale”, vol. 1 e 2, Editori Riuniti
D.Himmelblau, “Process Analysis by Statistical Methods”, John Wiley & Sons
Scheid, “Analisi numerica”, Schaum
D.Himmelblau, “Applied Nonlinear Programming”, Glen Head NY
R. Felder, “Elementary Principles of Chemical Processes”, John Wiley & Sons
Ricevimento: Qualsiasi giorno feriale purchè lo si segnali tramite mail un paio di giorni prima.
Ricevimento: Sempre su appuntamento.
VINCENZO DOVI' (Presidente)
PAOLO MORETTI (Presidente)
ALBERTO SERVIDA
Orale
