Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2012/13
03FAWMB
Fenomeni di trasporto
Corso di Laurea in Ingegneria Chimica E Alimentare - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Mazzarino Italo       48 10.5 1.5 0 11
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/24 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
Presentazione
L'insegnamento ha il compito di fornire conoscenze fondamentali riguardanti il trasporto di materia, energia, quantità di moto. Queste conoscenze sono indispensabili all'ingegnere chimico per comprendere e analizzare un processo chimico-fisico.
Risultati di apprendimento attesi
L'allievo acquisirà conoscenze fondamentali sui seguenti argomenti:
- Bilanci macroscopici e locali di materia, quantità di moto ed energia.
- Statica e dinamica dei fluidi, trasporto di quantità di moto.
- Trasporto di calore per conduzione, convezione ed irraggiamento.
- Trasporto di materia con meccanismo diffusivo ed in regime turbolento.
- Analogie tra i fenomeni di trasporto di diverse proprietà, coefficienti di trasferimento.
L'allievo dovrà essere in grado di:
- descrivere fenomenologicamente ed analiticamente i fenomeni di trasporto di materia, energia e quantità di moto impostando correttamente le equazioni di bilancio globale e locale delle suddette proprietà;
- risolvere problemi di valutazione della cinetica del trasferimento di proprietà chimico-fisiche in sistemi ideali;
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Fondamenti di calcolo differenziale e integrale.
Programma
Bilanci di quantità di moto, materia ed energia in sistemi macroscopici ideali.
Statica dei fluidi.
Meccanica dei fluidi: viscosità, sforzi di taglio e legge di Newton; applicazioni a casi di campi di velocità bidimensionali; regimi laminare e turbolento; fattore di attrito; richiami della legge di Bernoulli e calcolo delle perdite di carico in condotti; perdite localizzate; calcolo della potenza teorica di pompaggio per fluidi incomprimibili e comprimibili; perdite di carico in letti granulari con le leggi di Burke-Plummer, Karman-Kozeny, Ergun.
Trasporto di calore con meccanismo conduttivo: conducibilità termica, legge di Fourier; calcolo della portata di calore attraverso pareti solide piane e curve, semplici e composite; trasporto di calore con generazione.
Trasporto di calore convettivo: coefficienti di scambio di calore in tubi per convezione forzata; correlazione di Sieder-Tate; analogia tra trasporto di calore e trasporto di quantità di moto; cenni ad altre geometrie; calcolo della portata di calore scambiata in diverse geometrie, temperatura media logaritmica e coefficiente globale di scambio di calore; coefficienti di scambio in convezione naturale, condensazione, ebollizione
Trasporto di calore per irraggiamento: energia trasmessa per irraggiamento; radiatore globale (corpo nero) comportamento dei corpi reali; equazione di Stefan-Maxwell; assorbimento di energia raggiante; emissività dei corpi reali; fattore di vista.
Trasporto di materia molecolare: diffusività in gas, liquidi, solidi; legge di Fick; applicazione della legge di Fick in casi semplici; diffusione in presenza di componente stagnante; diffusione e reazione chimica.
Trasporto di materia per convezione forzata: coefficienti di scambio; analogia tra trasporto di massa e trasporto di calore; coefficienti di scambio volumici; scambio di materia tra fasi; resistenza controllante; cenni al calcolo di scambiatori di materia semplici.
Trasporto di materia in membrane: applicazioni pratiche di membrane; pressione osmotica; flusso attraverso le membrane; polarizzazione di concentrazione e suo effetto sul flusso di materia.
Organizzazione dell'insegnamento
Le esercitazioni in aula consisteranno nella risoluzione di problemi relativi ai fenomeni di trasporto. Sono previste due esercitazioni in laboratorio: la prima consiste nello studio di un processo di trasferimento di calore tra fluidi in diversi tipi di apparecchiature continue, la seconda nella misura delle perdite di carico associate al moto di fluidi in condotti.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Dispense delle lezioni disponibili sul portale dell'insegnamento.
Esercizi svolti disponibili sul portale dell'insegnamento.
Testi di referimento
- Transport Phenomena / R.B. Bird [et al.] - New Tork: Wiley, 2002 ISBN 0-471-36474-6; 9780471364740
Criteri, regole e procedure per l'esame
L'esame consiste in una prova scritta ed un'eventuale prova orale. La prova orale è riservata ai candidati che hanno ottenuto nella prova scritte una valutazione media ampiamente sufficiente.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2012/13
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