Ingegneria Chimica

Parte A – Richiami sui bilanci di materia e di energia Principio di conservazione della massa. Bilanci integrali di materia per sistemi non reagenti. Applicazione alla modellizzazione delle apparecchiature di processo. Calcolo dei gradi di libertà. Principio di conservazione dell’energia. Formulazione generale dell’equazione di bilancio di energia. Formulazione del principio di conservazione dell’energia in termini entalpici. Stati di riferimento. Calcolo di variazioni di entalpia per trasformazioni associate a variazioni di temperatura, pressione o stato fisico. Applicazione alla modellizzazione delle apparecchiature di processo. Parte B – Calcolo del singolo stadio di equilibrio Introduzione alle operazioni di separazione. Agenti di separazione materiali ed energetici. Criteri di scelta. Stadi di separazione e stadi di equilibrio. Analisi del singolo stadio di equilibrio. Formulazione delle equazioni di bilancio di materia e di energia. Relazioni di equilibrio tra le fasi per sistemi ideali e non ideali. Procedimenti grafici e analitici per il calcolo degli stadi di equilibrio liquido-vapore e gas- liquido. Diagrammi T–x–y e x–y per la rappresentazione dell’equilibrio liquido-vapore. Diagramma entalpico. Diagrammi triangolari e x–y per la rappresentazione dell’equilibrio liquido-liquido. Calcolo dello stadio di equilibrio liquido-liquido. Adsorbimento: espressioni analitiche e determinazione sperimentale delle isoterme di adsorbimento. Procedimenti grafici e analitici per il calcolo degli stadi di equilibrio gas-solido e liquido-solido. Operazioni a stadi multipli. Configurazioni a correnti incrociate e in controcorrente. Procedimenti grafici e calcolo analitico. Parte C – Stadi di equilibrio in controcorrente Assorbimento multistadio in controcorrente. Retta di lavoro e curva di equilibrio. Condizioni di funzionamento limite ed effettivo. Determinazione grafica del numero degli stadi di equilibrio. Effetto delle variabili operative e della natura del solvente. Calcolo di verifica. Fattore di assorbimento e relazione di Kremser. Distillazione multistadio in controcorrente. Metodi grafici ed analitici per la determinazione del numero degli stadi di equilibrio. Equazione di Fenske. Condizioni di funzionamento limite ed effettivo. Calcolo di progetto e di verifica. Effetto delle variabili operative. Apparecchiature di solo esaurimento e di solo arricchimento. Apparecchiature con immissione diretta di liquidi o di vapori saturi. Apparecchiature con condensatori o ribollitori parziali.

Fondamenti di termodinamica chimica e di equilibri tra le fasi. Fondamenti di calcolo differenziale e integrale. Risoluzione numerica di equazioni e sistemi di equazioni.

Testi consigliati  PARTE A: Sandler S.I., Chemical and Engineering Thermodynamics, Wiley & Sons, NY (1999)  PARTI B e C: Treybal R.E., Mass-Transfer Operations, Mc-Graw Hill, NY (1980)  Dispense fornite dal docente

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche di approfondimento, negli orari di lezione.

Fortemente consigliata la partecipazione attiva alle lezione e, soprattutto, alle esercitazioni pratiche sui testi di esame.

Prova scritta (durata di circa 30 minuti), che se sufficiente (da 18/30 in su) permette di essere ammessi alla prova orale (durata di circa 15 minuti).

Sandler S.I., Chemical and Engineering Thermodynamics, Wiley & Sons, NY (1999) Treybal R.E., Mass-Transfer Operations, Mc-Graw Hill, NY (1980)

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche di approfondimento, negli orari di lezione.