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FENOMENI DI TRASPORTO

Roberto PANTANI FENOMENI DI TRASPORTO

0622200003
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA CHIMICA
2022/2023



OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2019
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
12120LEZIONE
ROBERTO PANTANI T Curriculum
SARA LIPAROTI Curriculum
Obiettivi
CONOSCENZA E COMPRENSIONE
EQUAZIONI DI BILANCIO IN FORMA DIFFERENZIALE E INTEGRALE PER MASSA, QUANTITÀ DI MOTO, ENERGIA E SPECIE CHIMICHE.
IL TENSORE DEGLI SFORZI E LE SUE PROPRIETÀ. FLUIDI NEWTONIANI, NON NEWTONIANI E VISCOELASTICI.
SOLUZIONE DELLE EQUAZIONI DEL MOTO CON PIÙ DI UNA VARIABILE INDIPENDENTE. FUNZIONI DI FLUSSO E POTENZIALE DI VELOCITÀ.
PROFILI DI TEMPERATURA IN SISTEMI DIPENDENTI DA DUE VARIABILI. ANALOGIE FRA TRASPORTO DI CALORE E DI MATERIA E PRINCIPALI NUMERI ADIMENSIONALI.
PROPRIETÀ DI TRASPORTO IN REGIME TURBOLENTO. TEORIE PER LA DESCRIZIONE DEI COEFFICIENTI DI SCAMBIO TERMICO E DI MATERIA.
TRASPORTO DI MATERIA CON REAZIONE CHIMICA OMOGENEA

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE - ANALISI INGEGNERISTICA
L’ALLIEVO SARÀ IN GRADO DI COMPRENDERE I MECCANISMI ALLA BASE DEI FENOMENI DI TRASPORTO E DI SCOMPORRE PROBLEMI COMPLESSI IN PROBLEMI PIÙ SEMPLICI AVENDO COSCIENZA DELLE SEMPLIFICAZIONI O APPROSSIMAZIONI INTRODOTTE. LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI TROVARE SOLUZIONI A PROBLEMI COMPLESSI DI PIU' VARIABILI, INTRODUCENDO LE DOVUTE SEMPLIFICAZIONI BASANDOSI AD ESEMPIO SULL'ANALISI DEGLI ORDINI DI GRANDEZZA.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE – PROGETTAZIONE INGEGNERISTICA
CAPACITÀ DI SCRIVERE E RISOLVERE NELLA MANIERA PIÙ OPPORTUNA, ANCHE CON L’AUSILIO DI UN CALCOLATORE, LE EQUAZIONI DI BILANCIO CON LE OPPORTUNE CONDIZIONI AL CONTORNO, PER PROBLEMI DI TRASPORTO DI MATERIA, DI QUANTITÀ DI MOTO E DI CALORE.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO – PRATICA INGEGNERISTICA
A VALLE DEL CORSO L’ALLIEVO SARÀ IN GRADO DI UTILIZZARE UN SOFTWARE PER LA SOLUZIONE DI EQUAZIONI DI TRASPORTO.

CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI APPRENDERE
SAPER LAVORARE IN GRUPPO ED ESPORRE CON L’AIUTO DI SUPPORTI INFORMATICI LA SOLUZIONE AD UN PROBLEMA DI TRASPORTO DI QUANTITÀ DI MOTO, DI CALORE O DI MATERIA

CAPACITÀ TRASVERSALI - CAPACITÀ DI INDAGINE
SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE A CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL CORSO, ED APPROFONDIRE GLI ARGOMENTI TRATTATI USANDO MATERIALI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI.
Prerequisiti
SONO PREREQUISITI INDISPENSABILI
-I CONCETTI DI BILANCIO DI QUANTITÀ DI MOTO, DI ENERGIA E DI MATERIA SIA SU SISTEMI CHIUSI CHE SU SISTEMI APERTI
-I CONCETTI DI COEFFICIENTI DI TRASFERIMENTO
-I CONCETTI DI CALCOLO DIFFERENZIALE E INTEGRALE
Contenuti
ELEMENTI DI IDROSTATICA ED IDRODINAMICA (3H TEORIA, 2H ESER):
TENSIONE INTERFACCIALE. EQ. DI CONTINUITÀ, DERIVATA SOSTANZIALE. TENSORE DEGLI SFORZI E PRESSIONE.
BILANCIO DI QUANTITÀ DI MOTO (6H TEORIA, 8H ESER):
EQUAZIONI DI NEWTON NELLE NOVE COMPONENTI, ESEMPI DI EQUAZIONI REOLOGICHE, SOLUZIONE DI ALCUNI PROBLEMI DI MOTO SEMPLICE PER FLUIDI VISCOSI, DIPENDENZA DELLA VISCOSITÀ DA TEMPERATURA E PRESSIONE, EQUAZIONI DI NAVIER-STOKES, ADIMENSIONALIZZAZIONE E PRINCIPALI NUMERI ADIMENSIONALI, ANALISI DEGLI ORDINI DI GRANDEZZA, EQ. DI EULERO, EQ. DELLA VORTICITÀ.
ELEMENTI DI VISCOELASTICITÀ (5H TEORIA, 6H ESER):
FENOMENOLOGIA E FISICA DEI FENOMENI, ALCUNI SEMPLICI MODELLI ANALOGICI, COMPORTAMENTO DEI FLUIDI IN FLUSSO DI TAGLIO ED IN FLUSSO ELONGAZIONALE.
FLUSSO BIDIMENSIONALE E FUNZIONE DI FLUSSO (4H TEORIA, 6H ESER):
TRAIETTORIE E LINEE DI FLUSSO; FUNZIONE POTENZIALE NELLA SOLUZIONE DI PROBLEMI DI MOTO PER FLUIDI IDEALI. TEORIA DELLA LUBRIFICAZIONE E SUE APPLICAZIONI.
STRATO LIMITE CINEMATICO (3H TEORIA, 1H ESER):
TEORIA DELLO STRATO LIMITE, STRATO LIMITE PER UNA LASTRA PIANA INVESTITA DA UNA CORRENTE, SEPARAZIONE DELLO STRATO LIMITE, FATTORE DI ATTRITO PER OGGETTI SOMMERSI.
L’EQ. DELL’ENERGIA E LE SUE FORME PARTICOLARI (4H TEORIA, 3H ESER):
TRASPORTO CONVETTIVO DI ENERGIA; L’EQ. DI BILANCIO DI ENERGIA; L’EQ. DELL’ENERGIA MECCANICA; L’EQ. DELL’ENERGIA IN TERMINI DI ENERGIA INTERNA, DI ENTALPIA E DI TEMPERATURA; ANALISI DIMENSIONALE DELL’EQ. DELL’ENERGIA; PRINCIPALI NUMERI ADIMENSIONALI; ANALISI DEGLI ORDINI DI GRANDEZZA
- UTILIZZO DI UN SOFTWARE PER LA SOLUZIONE NUMERICA DI PROBLEMI DI FENOMENI DI TRASPORTO (30H LAB)
TRASPORTO DI CALORE PER MOTO DI FLUIDI IN CONDOTTI (4H TEORIA, 4H ESER):
SVILUPPO DEL PROFILO TERMICO IN UN CONDOTTO RISCALDATO; PROFILO DI TEMPERATURA COMPLETAMENTE SVILUPPATO; EVOLUZIONE DEL PROFILO TERMICO NELLA ZONA DI IMBOCCO; PROFILI DI TEMPERATURA PER MOTO IN CONDOTTI CON GENERAZIONE VISCOSA
TRANSITORIO DI TEMPERATURA ALL’INTERNO DEI SOLIDI (4H TEORIA, 4H ESER):
TEORIA DELLA PENETRAZIONE; TRANSITORIO MULTIDIMENSIONALE; BILANCIO DI ENERGIA CON TERMINE DI SOLIDIFICAZIONE
L’EQ. DI BILANCIO DI MATERIA (3H TEORIA, 3H ESER):
VELOCITÀ MEDIE; IL FLUSSO CONVETTIVO E DIFFUSIVO DI MATERIA; L’EQ. DI BILANCIO PER LE SPECIE CHIMICHE; FORMA ADIMENSIONALE DELL’EQ. DI BILANCIO; CONFRONTO FRA LE EQUAZIONI DI BILANCIO DI QUANTITÀ DI MOTO, ENERGIA E MATERIA; ANALOGIE; SIGNIFICATO FISICO DEI PRINCIPALI NUMERI ADIMENSIONALI
TEORIE PER IL CALCOLO DEI COEFFICIENTI DI SCAMBIO DI MATERIA (3H TEORIA, 3H ESER):
TEORIA DEL FILM, DELLA PENETRAZIONE E DEL RINNOVAMENTO SUPERFICIALE; CORRELAZIONI PER I COEFFICIENTI DI TRASPORTO DI MATERIA ALL’INTERFACCIA FLUIDO-FLUIDO; STRATO LIMITE DI TEMPERATURA E CONCENTRAZIONE
ASSORBIMENTO CON REAZIONE CHIMICA (3H TEORIA, 3H ESER):
TEMPO CARATTERISTICO DI REAZIONE; REAZIONE LENTA, VELOCE ED ISTANTANEA;
FENOMENI DI TRASPORTO IN MOTO TURBOLENTO (3H TEORIA, 2H ESER):
GRANDEZZE MEDIE E FLUTTUAZIONI; PROPRIETÀ DELLA MEDIA; I FLUSSI E LE DIFFUSIVITÀ TURBOLENTI; PROFILO DI DIFFUSIVITÀ TURBOLENTA IN UN CONDOTTO; PROFILI DI TEMPERATURA IN MOTO TURBOLENTO; STRATO LIMITE TURBOLENTO, COEFF. DI TRASPORTO IN MOTO TURBOLENTO
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO PREVEDE 120 ORE DI DIDATTICA TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI IN AULA ED APPLICAZIONI AL CALCOLATORE (12 CFU). IN PARTICOLARE SONO PREVISTE 45 ORE DI LEZIONE IN AULA, 45 ORE DI ESERCITAZIONI IN AULA E 30 ORE DI APPLICAZIONI AL CALCOLATORE. LE ESERCITAZIONI SONO SVOLTE IN MANIERA COOPERATIVA, GUIDATE DAL DOCENTE, E SONO RIVOLTE AD ANALIZZARE UN PROBLEMA COMPLESSO DI FENOMENI DI TRASPORTO, SUDDIVIDENDOLO IN PROBLEMI PIÙ SEMPLICI OPERANDO LE GIUSTE SEMPLIFICAZIONI (E VERIFICANDOLE) ATTRAVERSO L'ANALISI DEGLI ORDINI DI GRANDEZZA DELLE GRANDEZZE CONIVOLTE. ALL’INIZIO DEL CORSO VIENE ASSEGNATO AGLI STUDENTI, DIVISI PER GRUPPI, UN PROGETTO DA SVILUPPARE DURANTE LO SVOLGIMENTO DEL CORSO E CHE CONSISTE NELL’AFFRONTARE UN PROBLEMA DI FENOMENI DI TRASPORTO UTILIZZANDO UN SOFTWARE AGLI ELEMENTI FINITI.
L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA.
LA FREQUENZA AI CORSI DI INSEGNAMENTO È FORTEMENTE CONSIGLIATA
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA, UNA PRESENTAZIONE DEL LAVORO SVOLTO IN GRUPPO E UN COLLOQUIO ORALE.
LA PROVA SCRITTA CONSISTE TIPICAMENTE IN DUE QUESITI DA SVOLGERE IN TRE ORE.
I QUESITI RIGUARDANO LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI TRASPORTO DI QUANTITÀ DI MOTO, CALORE O MATERIA. PER ACCEDERE ALLA PROVA ORALE, LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI SAPER INDIVIDUARE CORRETTAMENTE I FENOMENI DI TRASPORTO RILEVANTI E DI FORMULARE CORRETTAMENTE I BILANCI MACROSCOPICI E DIFFERENZIALI.
LA PRESENTAZIONE DEL PROGETTO AVVIENE CON UN SUPPORTO MULTIMEDIALE. GLI STUDENTI HANNO 20MIN PER ILLUSTRARE I PUNTI CHIAVE DEL LAVORO SVOLTO. LA VOTAZIONE VIENE ATTRIBUITA SULLA BASE DELLA CAPACITÀ DI SPIEGARE LA PROBLEMATICA E LA METODOLOGIA SEGUITA PER AFFRONTARE IL PROBLEMA.
IL COLLOQUIO ORALE DURA TIPICAMENTE 30MIN. ALLO STUDENTE VIENE RICHIESTO DI AFFRONTARE UN PROBLEMA CHE COINVOLGE I FENOMENI DI TRASPORTO E GLI VENGONO POSTE DOMANDE VOLTE A METTERE IN EVIDENZA LA SUA CAPACITÀ DI RAGIONAMENTO SUGLI ASPETTI DI INTERESSE DEL CORSO.
LA VOTAZIONE FINALE È ESPRESSA IN 30ESIMI ED È UNA MEDIA FRA I RISULTATI CONSEGUITI NELLE TRE PROVE. ESSA DIPENDERÀ DAL GRADO DI MATURITÀ ACQUISITO SUI CONTENUTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI DEL CORSO, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE SCRITTA E ORALE E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA.
È CONDIZIONE ESSENZIALE PER IL RAGGIUNGIMENTO DELLA SUFFICIENZA LA CORRETTA FORMULAZIONE DEI BILANCI DIFFERENZIALI DI QUANTITÀ DI MOTO, ENERGIA E MATERIA, LA RISOLUZIONE ANALITICA DI CASI DI TRASPORTO MOLECOLARE IN FUNZIONE DEL TEMPO PER SISTEMI MONODIMENSIONALI, LA CORRETTA DETERMINAZIONE DEI TEMPI CARATTERISTICI DEI FENOMENI E DEI NUMERI ADIMENSIONALI COINVOLTI.
LO STUDENTE RAGGIUNGE IL LIVELLO DI ECCELLENZA SE SI RIVELA IN GRADO DI AFFRONTARE I PROBLEMI (ANCHE INCONSUETI O NON ESPRESSAMENTE TRATTATI A LEZIONE), OPERANDO LE GIUSTE SEMPLIFICAZIONI E PORTANDONE A COMPLETAMENTO LA RISOLUZIONE IN TUTTE LE PARTI, CON LA VERIFICA DELLE IPOTESI FATTE.
Testi
FENOMENI DI TRASPORTO, BIRD R.B., STEWARD W.E., LIGHTFOOT E.N., CASA EDITRICE AMBROSIANA (1970)
ELEMENTI DI FENOMENI DI TRASPORTO. MANUALE PER STUDENTI DI INGEGNERIA,R.MAURI, CASA EDITRICE PLUS (2005)

TUTTE LE INFORMAZIONI SUL CORSO SONO REPERIBILI AL SITO WEB
HTTP://WWW.POLYMERTECHNOLOGY.IT/FENOMENI.HTM
Altre Informazioni
Il corso si tiene in lingua italiana
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-08-21]