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DYNAMICS AND CONTROL OF CHEMICAL REACTORS

CODICE 90897
ANNO ACCADEMICO 2017/2018
CFU 5 cfu al 2° anno di 10376 INGEGNERIA CHIMICA E DI PROCESSO (LM-22) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-IND/24
LINGUA Inglese
SEDE GENOVA (INGEGNERIA CHIMICA E DI PROCESSO )
PERIODO 2° Semestre
MODULI Questo insegnamento è un modulo di:

PRESENTAZIONE

Il corso fornisce strumenti e metodi per la definizione di modelli dinamici dei più comuni reattori chimici, la regolazione e controllo e l'analisi del comportamento degli stessi durante tutte le fasi di esercizio.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso fornisce strumenti e metodi per la modellazione del comportamento e il controllo dei reattori chimici, con particolare riferimento alla conduzione in sicurezza e all'analisi delle fasi di start-up e shut-down. -Modelli dinamici deterministici, meccanicistici, stocastici, metodi per l'analisi dei dati di processo, gross errors detection e filtri, stima dei tempi di risposta delle apparecchiature di processo. - Stati stazionari, oscillazioni e dinamica non lineare delle reazioni e dei reattori chimici, runaway termico, controllo dei reattori chimici, controllo adattativo, start-up e shut-down, on-line fault diagnosis. (Analisi di una serie temporale di dati reali e identificazione comportamento anomalo). - Attività sperimentale su acquisizione, trasmissione dati di processo e regolazione di variabili su reattori a scala di laboratorio.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Saper definire le condizioni operative di reattori chimici continui e discontinui e saper valutare le eventuali problematiche di avviamento ed esercizio. Saper analizzare dati di processo e/o provenienti da banche dati di esercizio ed estrarre informazioni utili alla identificazione di guasti o problematiche di gestione. Saper progettare campagne sperimentali a scala pilota o schemi di simulazione con differenti tipologie di modelli per lo studio delle condizioni dinamiche di reattori chimici.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali con ausilio di diapositive fornite dal docente.

Esercitazioni con sw dedicati.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Modelli dinamici deterministici, black-box, meccanicistici,  stocastici. Stima dei tempi di risposta delle apparecchiature di processo. - Studio della stabilità, stati stazionari, oscillazioni e dinamica non lineare delle reazioni e dei reattori chimici. - Runaway termico, sensitività parametrica, regolazione e controllo dei reattori chimici, controllo adattativo, dinamica di start-up e shut-down, on-line fault diagnosis. - Criteri di early warning. - Metodi per l'elaborazione dei dati di processo, gross errors detection e filtri.-  Attività  di gruppo su elaborazione di dati di processo e simulazione dinamica di reattori controllati (Matlab, Simulink).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Dispense e diapositive fornite dal docente (contenenti bibliografia completa).

Said S. E. H. el-Nashaie, Shadia S. el-Shishini, "Dynamic Modelling, Bifurcation and Chaotic Behaviour of Gas-Solid Catalytic Reactors", Gordon & Breach Publishers, 1996, ISBN 2-88449-078-7.

Roffel B., Betlem B., "Process Dynamics and Control", Wiley, 2006, ISBN-10: 0-470-01663-9.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

RENZO DI FELICE (Presidente)

OMBRETTA PALADINO (Presidente)

ELISABETTA ARATO

BARBARA BOSIO

LEZIONI

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali con ausilio di diapositive fornite dal docente.

Esercitazioni con sw dedicati.

INIZIO LEZIONI

Febbraio 2018

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova scritta (test a risposta chiusa), esercitazione scritta (svolta in gruppo sulle attività di simulazione/analisi dati) ed esame orale (discussione esercitazione).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Prova scritta (test a risposta chiusa) su argomenti svolti durante le lezioni frontali.

Per valutare le capacità dello studente di discriminare tra i differenti modelli dinamici, calcolare la stabilità di un reattore, scegliere le strategie di regolazione, progettare secondo criteri di sicurezza.

Esercitazione scritta (svolta in gruppo sulle attività di simulazione/analisi dati) su un problema reale a scala pilota o laboratorio.

Per valutare la capacità dello studente di progettare campagne sperimentali e realizzare schemi di simulazione.

Esame orale: domande sull' esercitazione.

Per valutare il contributo di ogni studente all'interno del lavoro in team e le capacità di applicazione della teoria a casi reali.