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Docente
ANTONIO MARIO LOCCI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/77]  INGEGNERIA CHIMICA [77/00 - Ord. 2020]  PERCORSO COMUNE 6 60

Obiettivi

Durante il corso di Fondamenti di Fenomeni di Trasporto gli allievi acquisiranno nozioni di base sul trasporto di quantità di moto, calore e materia. I problemi verranno analizzati sia a livello locale (monodimensionali), determinando i profili di velocità, temperatura e concentrazione, sia a livello macroscopico. A valle del corso gli studenti saranno in grado di risolvere problemi relativamente semplici riguardanti i fenomeni di trasporto presenti in diverse applicazioni ingegneristiche. Per la comprensione, da punto di vista quantitativo, dei fenomeni di trasporto caratterizzati da variazioni nel tempo e nello spazio (caso monodimensionale) saranno tipicamente adottate, laddove possibile, delle opportune tecniche analitiche di risoluzione.

Conoscenza e capacità di comprensione
Grazie al rigore metodologico proprio delle materie scientifiche, lo studente matura competenze e capacità di comprensione tali da permettere l'acquisizione di conoscenze di base fondamentali per il prosieguo degli studi.
Nello specifico del corso, lo studente matura competenze e capacità di comprensione relativamente a:
- i principi che governano i fenomeni di trasporto di materia, energia e quantità di moto

Capacità di applicare la conoscenza e capacità di comprensione
L’impostazione didattica prevede che la formazione teorica sia accompagnata da esempi applicativi, che sollecitano la partecipazione attiva, l’attitudine propositiva, la capacità di elaborazione autonoma.
A valle del corso gli studenti saranno in grado di:
- risolvere, adottando opportune tecniche analitiche di risoluzione, problemi relativamente semplici riguardanti i fenomeni di trasporto presenti in diverse applicazioni dell'ingegneria chimica.
Autonomia di giudizio
Lo studio dei Fenomeni di Trasporto sviluppa la capacità di valutare i risultati, selezionare quali sono le informazioni rilevanti e quali approssimazioni sono appropriate.

Abilità comunicative
Lo svolgimento di esercitazioni in aula e la tipologia dell’esame (prova sia scritta sia orale) porterà lo studente ad acquisire capacità di comunicare sia i risultati ottenuti sia i problemi incontrati.

Capacità di apprendere autonomamente
Il trasferimento delle conoscenze di base legate ai Fenomeni di Trasporto permette allo studente di auto-apprendere applicando le informazioni acquisite nella risoluzione di problematiche anche non trattate a lezione.

Prerequisiti

Le propedeuticità obbligatorie sono indicare nel Regolamento didattico del Corso di Studio. In particolare, sono indispensabili le conoscenze impartite nei corsi di base della matematica, chimica e della fisica del primo anno della Laurea di base.

Contenuti

Introduzione allo studio dei fenomeni di trasporto.
I fenomeni di trasporto. Analisi macroscopica e analisi locale. Le equazioni di bilancio. Formulazione generale.
Trasporto molecolare di quantità di moto, calore e materia.
Equazioni costitutive (Newton, Fourier e Fick). Definizione delle proprietà di trasporto. Stima dei parametri di trasporto. Cenni su fluidi non newtoniani.
Bilanci macroscopici di quantità di moto, energia e materia.
Bilanci macroscopici di energia termica e materia in stato stazionario e non stazionario. Definizione dei coefficienti di trasporto di calore e materia. Relazioni adimensionali per la valutazione dei coefficienti di trasporto. Cenni sul moto turbolento: definizione e valutazione del fattore di attrito. Equazione di Bernoulli. Definizione e valutazione del coefficiente di forma. Applicazione alla risoluzione di problemi di bilancio macroscopico. Analisi dimensionale. Convezione naturale.
Bilanci locali di quantità di moto, energia e materia (problemi unidimensionali).
Bilanci di quantità di moto. Moto laminare e turbolento. Impostazione delle equazioni di bilancio locale di quantità di moto (stato stazionario); determinazione del profilo di velocità in problemi unidimensionali; equazione di Poiseuille. Bilanci di energia termica: impostazione generale; determinazione dei profili di temperatura in problemi unidimensionali. Bilanci di materia: distinzione tra flusso convettivo e diffusivo; impostazione generale delle equazioni di bilancio di materia;soluzioni diluite; diffusione equimolecolare contraria o su mezzo stagnante: determinazione del profilo di concentrazione.
Trasferimento di materia e di calore tra fasi.
Resistenza controllante. Trasporto simultaneo di materia e di calore. Analogie tra il trasporto di calore e il trasporto di materia.
Esempi di reazioni fluido-fluido. Trasporto di materia nella regione interfacciale. Assorbimento di un gas in un liquido in presenza di reazione chimica.
Cenni sul trasporto di energia per irraggiamento.
La natura dell’irraggiamento. Radiatori ideali. Legge di Kirchhoff e corpi reali. La relazione di Stefan-Boltzmann. Trasmissione dell’energia raggiante tra superfici planari. Trasmissione dell’energia raggiante tra superfici (corpi neri) di geometria arbitraria.

Metodi Didattici

Lezioni 30 ore, esercitazioni pratiche 30 ore.
Durante lo svolgimento delle lezioni frontali il docente tratterà gli aspetti teorici del corso, che saranno comunque sempre accompagnati da numerosi esempi applicativi. In questa fase il docente stimolerà gli studenti con domande inerenti all'argomento trattato, volte a verificare il grado di attenzione e di apprendimento degli stessi. Le esercitazioni in aula, svolte in gruppo o singolarmente, non prevedono, nella fase iniziale, alcun supporto da parte del docente, al fine di stimolare gli studenti a risolvere in modo autonomo le problematiche incontrate.
La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo

Verifica dell'apprendimento

La valutazione viene espressa in trentesimi, l'esame si svolge mediante prova scritta e orale. La prova scritta pesa sulla valutazione finale fino al 50 %.
L'elaborato scritto contiene 3 domande riguardanti esercizi numerici. A ciascuna delle domande viene associato un punteggio espresso in trentesimi, che viene esplicitamente indicato nel testo del compito. Le risposte corrette a tutte le domande consentiranno, qualora anche il colloquio orale sia brillante, il raggiungimento della massima votazione ottenibile (30/30), eventualmente accompagnata dalla lode.

Testi

-M.C. Annesini "Fenomeni di Trasporto: fondamenti e applicazioni" Edizioni Ingegneria 2000
-F.P. Foraboschi “Principi di Ingegneria Chimica”, UTET – Torino.
-A.S. Foust, L.A. Wenzel, C.W. Clump, L. Maus, L.B. Andersen “I Principi delle Operazioni Unitarie”, Ambrosiana - Milano.
-R. Mauri "Elementi di fenomeni di trasporto" Plus- Pisa University Press
-“The Transport Phenomena Problem Solver – Momentum, energy, mass” Research and Education Association – New Jersey

Altre Informazioni

Lavagna, Computer (slides in Power point)

Questionario e social

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