PRESENTAZIONE

I concetti fondamenti per lo studio di un processo verranno discussi in termini delle principali grandezze chimico-fisiche, dei flussi di materia e di energia formulando equazioni di bilancio a livello macroscopico.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento si propone di fornire agli studenti gli strumenti logico formali di base necessari allo studio dei processi di trasformazione. Principalmente sono presentate le equazioni di bilancio macroscopico di materia e di energia, dedicando particolare attenzione ad esempi applicativi su temi di interesse dell’ingegneria chimica e di processo.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La partecipazione alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercizi, laboratorio informatico), lo studio individuale e la discussione in gruppo permetteranno allo studente di:

• distinguere le principali grandezze chimico-fisiche caratterizzanti un processo con le loro unità di misura;
• scrivere correttamente i bilanci macroscopici di materia ed energia e discuterli con lessico appropriato;
• applicare i bilanci macroscopici di materia (in massa e in moli) e di entalpia a singole operazioni unitarie proprie dell’ingegneria chimica;
• identificare eventuali ipotesi semplificative adottabili nell’ambito di un problema di processo risolubile sulla base di bilanci macroscopici di materia ed energia;
• costruire il diagramma quali-quantitativo (portate, concentrazioni, temperature) che descrive uno schema di processo articolato su più operazioni unitarie;

PREREQUISITI

Per una buona comprensione degli argomenti trattati sono richieste conoscenze basilari di matematica, chimica e fisica, ma non sono previste propedeuticità formali.

MODALITA' DIDATTICHE

Le lezioni teoriche saranno alternate a esercizi applicativi dove saranno presentati i diversi approcci per la risoluzione dei diagrammi di processo. Verranno proposti alcuni casi studio specifici dell’ingegneria chimica e di processo. Si consiglia la frequenza delle lezioni.

Allo scopo di avvicinare gli studenti alle specificità del corso di studio saranno effettuate visite didattiche presso impianti.

Le competenze trasversali in termini di abilità comunicativa e autonomia di giudizio verranno acquisite tramite i lavori di gruppo e l'esecuzione di esercitazioni in aula.

Gli studenti che abbiano in corso di validità certificazione di disabilità fisica o di apprendimento in archivio presso l'Università e che desiderino discutere eventuali sistemazioni o altre circostanze relative a lezioni, corsi ed esami, dovranno parlare sia con il docente sia con il Prof. Federico Scarpa (federico.scarpa@unige.it), referente per la disabilità della Scuola Politecnica.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del modulo prevede la presentazione e discussione dei seguenti argomenti:   

1. Introduzione

Principali grandezze chimico fisiche, lessico e nomenclatura, impostazione generale dei bilanci.

2. Bilancio macroscopico stazionario di materia

Formulazione bilancio macroscopico in massa e in moli (formulazione completa e semplificata);

Termine di generazione per presenza reazione: definizione e calcolo di costante di equilibrio, cinetica, grado di avanzamento, resa, selettività

Risoluzione di esercizi sui bilanci di materia considerando sistemi singoli e articolati su più operazioni unitarie

3. Bilancio macroscopico stazionario di energia

Formulazione bilancio macroscopico di energia e sua degenerazione a bilancio entalpico (formulazione completa e semplificata);

Entalpia di reazione e correlazione con bilanci di materia

Risoluzione di esercizi sui bilanci di energia considerando sistemi singoli e articolati su più operazioni unitarie

4. Analisi di processo correlando i bilanci di materia e di energia

Bilanci di materia e di energia in sistemi non stazionari

Schematizzazione di un processo tramite flussi di materia ed energia

Esercizi su applicazioni specifiche per l’industria di processo utilizzando manuali tecnici e/o software di simulazione

5. Attività integrative

visite didattiche dedicate agli studenti del primo anno presso impianti dell’industria di processo

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in Aulaweb dell’insegnamento, così come gli esempi delle prove scritte proposte negli anni precedenti 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:

- D.M. Himmelblau amd J.B. Riggs, Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering, Prentice Hall Pearson Edication.

- M.C. Annesini, “Fenomeni di trasporto. Fondamenti e applicazioni”, Edizioni Hoepli.

- R. Mauri, Elementi di fenomeni di trasporto, Plus Pisa University Press.

- R.H. Perry, D.W. Green,“Perry’s chemical engineers’ handbook” VIII ed., Mc Graw Hill.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/corsi/10375/studenti-orario

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

Orari delle lezioni

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ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame finale prevederà il superamento di una prova scritta per l’ammissione al colloquio orale. Lo scritto consisterà in un problema su diagrammi di processo da risolvere sia qualitativamente sia quantitativamente in tre ore di tempo. Per l’elaborato si potranno consultare i manuali tecnici messi a disposizione dal docente, mentre non sarà consentito l’uso di alcun materiale personale di consultazione. Esercizi simili alle prove di esame verranno proposti a lezione. La prova scritta non ha limiti di validità temporale, può essere ripetuta, ma in tal caso vale il voto dell’ultimo scritto consegnato. Per accedere alla prova orale gli studenti devono aver superato la prova scritta con un voto minimo di 16/30 e il voto finale sarà la media del voto conseguito nello scritto e nell’orale. L’orale può essere sostenuto sia nello stesso appello in cui lo studente supera l’esame scritto sia in appelli successivi. La prova orale può essere ripetuta pur conservando il voto conseguito nella prova scritta.

Saranno disponibili 3 appelli di esame per la sessione ‘estiva’ (giugno, luglio, settembre) e 2 appelli per la sessione ‘invernale’ (gennaio e febbraio). La prova orale, inoltre, può essere sostenuta anche durante le pause didattiche previste dalla Scuola Politecnica in autunno e in primavera. Non sono 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.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova scritta consisterà nello studio di un processo costituito da una o più operazioni unitarie che dovrà essere schematizzato e analizzato risolvendo bilanci macroscopici di materia e/o energia. 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 prevederà domande riguardanti l’intero programma presentato a lezione, formulando quesiti teorici o proponendo esercizi applicativi. L’esame valuterà l’acquisizione delle competenze di base e soprattutto la capacità del loro utilizzo combinato per la risoluzione di specifici casi studio. Saranno valutate inoltre la qualità dell’esposizione, l’utilizzo corretto della terminologia tecnica e la capacità di ragionamento critico.

ALTRE INFORMAZIONI

Si consigliano gli studenti lavoratori e gli studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali di contattare i docenti 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 e forniscano idonei strumenti compensativi.