73500 - PROGETTAZIONE DI APPARECCHIATURE E IMPIANTI M

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso si propone di fornire allo studente gli strumenti necessari a sviluppare il dimensionamento termofluidodinamico e la progettazione di massima delle principali apparecchiature dell’industria chimica, quali scambiatori di calore, reattori agitati, colonne a piatti, colonne a riempimento, nonchè gli elementi di base e gli strumenti conoscitivi per la progettazione di impianti chimici e per lo sviluppo dei documenti di progetto.

Contenuti

1)      Introduzione alla progettazione di base. Sintesi di processo e progettazione di impianto. Elementi di un impianto di processo: utilities, apparecchiature, stoccaggi. Documenti progettuali. Sintesi dei documenti di progetto. Specifiche costruttive. Procedure logiche di dimensionamento e verifica di apparecchiature di processo.

2)      Vincoli di progettazione. Variabili di progetto e utilizzo dei gradi di libertà nella progettazione. Tipologie di vincoli progettuali. Caratteristiche dei servizi di stabilimento. Vincoli esterni. Normative sulle emissioni e sulla sicurezza.

3)      Apparecchiature per lo scambio termico in assenza di cambiamento di fase. Descrizione dei principali tipi di scambiatori di calore e criteri di scelta. Standard costruttivi. Dimensionamento di scambiatori di calore liquido/liquido in assenza di cambiamento di fase: scambiatori a fascio tubiero e a piastre.

4)      Apparecchiature per lo scambio termico in presenza di cambiamento di fase. Richiami sul fenomeno della condensazione e sulla teoria di Nusselt. Descrizione delle principali apparecchiature per la condensazione. Dimensionamento di condensatori di vapori puri. Condensatori di vapori in presenza di incondensabili. Condensatori di vapori misti. Condensatori/sottoraffreddatori e condensatori/desurriscaldatori. Condensatori a ricadere. Richiami sul fenomeno dell'evaporazione. Descrizione dei principali tipi di evaporatori e criteri di scelta. Dimensionamento di evaporatori a singolo stadio e di reboiler di fondo colonna.

5)      Apparecchiature per lo scambio di materia gas/liquido. Richiami sulle operazioni di scambio di materia. Descrizione dei principali tipi di apparecchiature e criteri di scelta. Colonne a piatti: particolari costruttivi, fluidodinamica dei piatti, definizioni di rendimento dei piatti e loro correlazione. Colonne a riempimento: grado di vuoto e area superficiale, tipologie e caratteristiche dei riempimenti random e strutturati, regimi di funzionamento, perdite di carico. Confronto tra colonne a piatti e colonne a riempimento.

6)      Apparecchiature per l'assorbimento e lo stripping. Richiami sulle operazioni di assorbimento e stripping. Descrizione dei principali tipi di apparecchiature e criteri di scelta. Dimensionamento delle colonne di assorbimento a piatti. Dimensionamento delle colonne di assorbimento a riempimento: metodo delle unità di trasporto.

7)      Apparecchiature per la distillazione. Richiami sugli equilibri liquido-vapore in sistemi multicomponente. Flash adiabatico. Distillazione differenziale. Rettifica. Distillazione continua. Dimensionamento delle colonne di distillazione.

Testi/Bibliografia

D. Kern: "Process heat transfer", Mc Graw - Hill

R.E. Treybal: "Mass transfer operations", Mc Graw - Hill

J.M. Coulson, J.F. Richardson: "Chemical Engineering", Pergamon Press (vol. 1, 2 e 6)

J.D. Seader, E.J. Henley: "Separation process principles", J.Wiley

Per le parti la cui trattazione non è compresa in tali opere, si può far riferimento a schemi, appunti e diagrammi di calcolo forniti dal docente.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova scritta e prova orale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Valerio Cozzani

Consulta il sito web di Alessandro Tugnoli