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Anno Accademico 2007/08
02AWLFT
Fenomeni di trasporto II
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Chimica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Baldi Giancarlo       34 22 0 0 8
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/24 5 B - Caratterizzanti Ingegneria chimica
Obiettivi dell'insegnamento
L'insegnamento si propone di fornire gli elementi base per la modellazione fisico-matematica dei fenomeni di trasporto di quantità di moto, di materia e di energia. L'attività didattica è costituita da lezioni ed esercitazioni, organizzate in blocchi omogenei di argomenti. Le lezioni sono dedicate alla presentazione degli argomenti dal punto di vista teorico e la presentazione di esempi esplicativi; le esercitazioni comprendono la risoluzione (da parte degli allievi) di problemi relativi agli argomenti delle lezioni, problemi che vengono poi discussi in aula; comprendono inoltre l'esecuzione di una esercitazione al LAIB riguardante l'uso di un codice numerico di Computational Fluid Dynamics.
Competenze attese
Saper costruire un modello matematico di un processo coinvolgente fenomeni di trasporto di quantitठdi moto, di calore e di materia, discutendone le opportune condizioni al contorno.
Prerequisiti
Si richiedono conoscenze pregresse degli elementi basilari di Analisi Matematica, Chimica Generale e Fisica, Termodinamica, Fenomeni di Trasporto
Programma
Bilanci microscopici di q.d.m., calore e materia con sviluppo di alcuni problemi a due variabili. Tasferimento di calore e materia simultanei: problemi ad interfaccia mobile (liofilizzazione, cristallizzazione dal fuso) e condensatore a più componenti, in presenza di inerte. Fisica della turbolenza e applicazioni di CFD per problemi fuidodinamici.
Programma: informazioni integrative
- Richiamo sul bilancio di grandezze estensive
- Equazione di continuità¤.
- Bilancio locale di quantità di moto; espressioni degli sforzi di taglio per fluidi Newtoniani in campo laminare; equazione di Navier-Stokes.
- Applicazioni della equazione di Navier-Stokes: messa in moto di un fluido; strato limite; viscosimetro di Couette.
- Moto turbolento: caratteristiche generali; decomposizione di Reynolds; equazione di variazione della velocitठmedia; sforzi di Reynolds; viscosità turbolenta; lunghezza dui mescolamento di Prandtl e sue applicazioni; profili di velocità in tubi; cenni al modello k/epsilon.
- Bilancio locale dell'energia; equazioni di variazione dell'energia cinetica e dell'energia termica; equazione di variazione della temperatura con flussi conduttivi espressi dalla legge di Fourier.
- Applicazioni: variazione subitanea della temperatura di un solido semiinfinito e di lastra piana; numero di Biot e sua influenza nella modellazione del sistema; strato limite di temperatura; riscaldamento/raffreddamento di film laminare; scambio di calore per flusso laminare; convezione naturale; problemi ad interfaccia mobile.
- Moto turbolento: equazione di variazione di temperatura; temine di trasporto dovuto alle fluttuazioni di velocit¨¤; conducibilit¨¤ termica turbolenta; numero di Prandtl turbolento; analogia di Martinelli e calcolo del coefficiente di scambio di calore in tubi dalla conducibilitठturbolenta.
- Diffusione di massa in sistema a più´ componenti; equazione di variazione per soluzioni diluite; scambio di materia con film laminare cadente; teoria della penetrazione; strato limite di materia; diffusione e reazione chimica; scambio simultaneo di calore e massa.
- Moto turbolento: equazione di variazione di concentrazione; temine di trasporto dovuto alle fluttuazioni di velocità¤; diffusivitठturbolenta; numero di Schmidt turbolento.
Controlli dell'apprendimento / Modalità d'esame
Correzione delle esercitazioni svolte durante l'anno ed esame finale. L'esame finale consiste in una prova scritta in cui l'allievo è richiesto di costruire un piccolo modello con le opportune condizioni al contorno, con l'uso libero di testi e mezzi di calcolo.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2010/11
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