Diego BARLETTA | TECNOLOGIA DELLE PARTICELLE

cod. 0622200025

TECNOLOGIA DELLE PARTICELLE

	0622200025
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
	INGEGNERIA CHIMICA
	2018/2019

CURRICULUM PROCESSI INNOVATIVI E NANOTECNOLOGIE

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 1
	ANNO ORDINAMENTO 2016
	SECONDO SEMESTRE

MODULI

	SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
	ING-IND/25	6	60	LEZIONE	CARATTERIZZANTE

DOCENTI

	MASSIMO POLETTO T Curriculum
	DIEGO BARLETTA Curriculum

	Obiettivi
	Conoscenza e comprensione Dimensioni delle particelle, densità del materiale e della particella, porosità, fattori di forma, morfologia superficiale, interazione con mezzi fluidi per particelle non sferiche micrometriche e nanometriche. Distribuzioni delle dimensioni in un sistema di particelle e loro rappresentazione, sistemi di misura, modelli di approssimazione delle distribuzioni. Porosità e densità di particella e di sistema. Modelli fisico-matematici di rappresentazione delle forze interparticellari. Proprietà di flusso di sistemi di particelle e metodologie di misura. Stoccaggio ed efflusso di solidi granulari in fase densa. Procedure di dimensionameno di tramogge in sili: Profili degli sforzi alla parete in sili e tramogge. Principi di funzionamento, dimensionamento e proprietà di scambio di letti fluidizzati. Cenni alla descrizione modellistica di reattori solido-gas a letto fluido. Principi di funzionamento e dimensionamento di sedimentatori. Cenni di trasporto pneumatico e comminuzione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate - analisi ingegneristica: Saper individuare i limiti di validità e di adeguatezza delle differenti modalità di caratterizzazione e di approccio modellistico per i sistemi oggetto del corso. Conoscenza e capacità di comprensione applicate - progettazione ingegneristica: Capacità di procedere al dimensionamento di apparecchiature di stoccaggio, movimentazione e di processo di sistemi particellari anche in presenza di un fluido di processo. Capacità di indagine Capacità di misura di distribuzioni granulometriche e di forma, delle principali proprietà meccaniche e di fluidizzazione di sistemi particellari. Autonomia di giudizio – pratica ingegneristica Capacità di individuare e risolvere le condizioni critiche di processo e di stoccaggio dei sistemi particellari sulla base delle informazioni derivanti dalla loro caratterizzazione. Capacità trasversali - abilità comunicative: Saper esporre oralmente un argomento legato alla tecnologia delle particelle. Capacità trasversali - capacità di apprendere: 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.

Conoscenza e comprensione
Dimensioni delle particelle, densità del materiale e della particella, porosità, fattori di forma, morfologia superficiale, interazione con mezzi fluidi per particelle non sferiche micrometriche e nanometriche. Distribuzioni delle dimensioni in un sistema di particelle e loro rappresentazione, sistemi di misura, modelli di approssimazione delle distribuzioni. Porosità e densità di particella e di sistema. Modelli fisico-matematici di rappresentazione delle forze interparticellari. Proprietà di flusso di sistemi di particelle e metodologie di misura. Stoccaggio ed efflusso di solidi granulari in fase densa. Procedure di dimensionameno di tramogge in sili: Profili degli sforzi alla parete in sili e tramogge. Principi di funzionamento, dimensionamento e proprietà di scambio di letti fluidizzati. Cenni alla descrizione modellistica di reattori solido-gas a letto fluido. Principi di funzionamento e dimensionamento di sedimentatori. Cenni di trasporto pneumatico e comminuzione.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate - analisi ingegneristica:
Saper individuare i limiti di validità e di adeguatezza delle differenti modalità di caratterizzazione e di approccio modellistico per i sistemi oggetto del corso.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate - progettazione ingegneristica:
Capacità di procedere al dimensionamento di apparecchiature di stoccaggio, movimentazione e di processo di sistemi particellari anche in presenza di un fluido di processo.

Capacità di indagine
Capacità di misura di distribuzioni granulometriche e di forma, delle principali proprietà meccaniche e di fluidizzazione di sistemi particellari.

Autonomia di giudizio – pratica ingegneristica
Capacità di individuare e risolvere le condizioni critiche di processo e di stoccaggio dei sistemi particellari sulla base delle informazioni derivanti dalla loro caratterizzazione.

Capacità trasversali - abilità comunicative:
Saper esporre oralmente un argomento legato alla tecnologia delle particelle.

Capacità trasversali - capacità di apprendere:
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
	Prerequisiti del corso sono: - concetti di base si statica e dinamica dei solidi - concetti di base della meccanica del continuo - concetti di base della fluidodinamica e del trasporto di quantità di moto - concetti delle basi matematiche di ingegneria

	Contenuti
	PROPRIETÀ DEI SISTEMI PARTICELLARI (LEZ. 12; ES. 3; LAB. 2) CARATTERISTICHE DELLE SINGOLE PARTICELLE: DIMENSIONI, DENSITÀ DEL MATERIALE E DELLA PARTICELLA, POROSITÀ, FATTORI DI FORMA, MORFOLOGIA SUPERFICIALE, FORZE DI COESIONE, EQUAZIONE DEL MOTO DI PARTICELLE SOLIDE IN FLUIDO, DRAG, VELOCITÀ TERMINALE. CARATTERISTICHE STATICHE DI INSIEMI DI PARTICELLE: DIAMETRI MEDI E LORO SIGNIFICATO, GRADO DI VUOTO, DENSITÀ DI BULK. CARATTERISTICHE DINAMICHE DI INSIEMI DI PARTICELLE: ANGOLI CARATTERISTICI, RELAZIONI TENSIONE-DEFORMAZIONE, DRAG DI UN LETTO DI PARTICELLE IN FLUIDO. STOCCAGGIO ED EFFLUSSO DI SOLIDI GRANULARI IN FASE DENSA (LEZ. 12; ES. 3; LAB. 3) STOCCAGGIO IN SILI: PROFILI DEGLI SFORZI ALLA PARETE IN SILI E TRAMOGGE. EFFLUSSO DI SOLIDI FREE-FLOWING: RELAZIONI SEMIEMPIRICHE DI EFFLUSSO, EQUAZIONE DI BEVERLOO E APPROCCIO DI BROWN E RICHARDS. EFFLUSSO DI SOLIDI SEMICOESIVI E COESIVI: FLUSSO DI MASSA E FLUSSO A IMBUTO. PROCEDURE DI DIMENSIONAMENTO PER EVITARE L’INVOLTAMENTO E LA FORMAZIONE DI CUNICOLI. FLUSSO DI FLUIDI ATTRAVERSO LETTI DI PARTICELLE (LEZ. 12; ES. 3; LAB. 4) PERCOLAZIONE: LEGGE DI DARCY, EQUAZIONE DI ERGUN. FLUIDIZZAZIONE: VELOCITÀ MINIMA DI FLUIDIZZAZIONE, ESPANSIONE DI LETTI FLUIDIZZATI, MOTO DI BOLLE IN LETTI FLUIDI. ELEMENTI DELLA TEORIA A DUE FASI DELLA FLUIDIZZAZIONE. CENNI ALLA DESCRIZIONE MODELLISTICA DI REATTORI SOLIDO-GAS A LETTO FLUIDO. SEDIMENTAZIONE: ANALISI DEL PROCESSO DI SEDIMENTAZIONE BATCH ATTRAVERSO IL METODO DELLE ONDE DI CONTINUITÀ, DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DI ISPESSITORI CONTINUI. TRASPORTO PNEUMATICO (LEZ. 4; ES. 2) VELOCITÀ DI INGOLFAMENTO E DI PRECIPITAZIONE (SALTATION). PERDITE DI CARICO NEL TRASPORTO PNEUMATICO, CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DI UNA LINEA DI TRASPORTO PNEUMATICO. SEPARATORI CICLONICI E INERZIALI: PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E CRITERI DI DIMENSIONAMENTO.

Contenuti

PROPRIETÀ DEI SISTEMI PARTICELLARI (LEZ. 12; ES. 3; LAB. 2)
CARATTERISTICHE DELLE SINGOLE PARTICELLE: DIMENSIONI, DENSITÀ DEL MATERIALE E DELLA PARTICELLA, POROSITÀ, FATTORI DI FORMA, MORFOLOGIA SUPERFICIALE, FORZE DI COESIONE, EQUAZIONE DEL MOTO DI PARTICELLE SOLIDE IN FLUIDO, DRAG, VELOCITÀ TERMINALE. CARATTERISTICHE STATICHE DI INSIEMI DI PARTICELLE: DIAMETRI MEDI E LORO SIGNIFICATO, GRADO DI VUOTO, DENSITÀ DI BULK. CARATTERISTICHE DINAMICHE DI INSIEMI DI PARTICELLE: ANGOLI CARATTERISTICI, RELAZIONI TENSIONE-DEFORMAZIONE, DRAG DI UN LETTO DI PARTICELLE IN FLUIDO.

STOCCAGGIO ED EFFLUSSO DI SOLIDI GRANULARI IN FASE DENSA (LEZ. 12; ES. 3; LAB. 3)
STOCCAGGIO IN SILI: PROFILI DEGLI SFORZI ALLA PARETE IN SILI E TRAMOGGE. EFFLUSSO DI SOLIDI FREE-FLOWING: RELAZIONI SEMIEMPIRICHE DI EFFLUSSO, EQUAZIONE DI BEVERLOO E APPROCCIO DI BROWN E RICHARDS. EFFLUSSO DI SOLIDI SEMICOESIVI E COESIVI: FLUSSO DI MASSA E FLUSSO A IMBUTO. PROCEDURE DI DIMENSIONAMENTO PER EVITARE L’INVOLTAMENTO E LA FORMAZIONE DI CUNICOLI.

FLUSSO DI FLUIDI ATTRAVERSO LETTI DI PARTICELLE (LEZ. 12; ES. 3; LAB. 4)
PERCOLAZIONE: LEGGE DI DARCY, EQUAZIONE DI ERGUN. FLUIDIZZAZIONE: VELOCITÀ MINIMA DI FLUIDIZZAZIONE, ESPANSIONE DI LETTI FLUIDIZZATI, MOTO DI BOLLE IN LETTI FLUIDI. ELEMENTI DELLA TEORIA A DUE FASI DELLA FLUIDIZZAZIONE. CENNI ALLA DESCRIZIONE MODELLISTICA DI REATTORI SOLIDO-GAS A LETTO FLUIDO. SEDIMENTAZIONE: ANALISI DEL PROCESSO DI SEDIMENTAZIONE BATCH ATTRAVERSO IL METODO DELLE ONDE DI CONTINUITÀ, DIMENSIONAMENTO DI MASSIMA DI ISPESSITORI CONTINUI.

TRASPORTO PNEUMATICO (LEZ. 4; ES. 2)
VELOCITÀ DI INGOLFAMENTO E DI PRECIPITAZIONE (SALTATION). PERDITE DI CARICO NEL TRASPORTO PNEUMATICO, CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DI UNA LINEA DI TRASPORTO PNEUMATICO. SEPARATORI CICLONICI E INERZIALI: PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E CRITERI DI DIMENSIONAMENTO.

	Metodi Didattici
	L’INSEGNAMENTO SI TIENE IN INGLESE E PREVEDE 60 ORE DI DIDATTICA TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI E LABORATORIO (6 CFU). IN PARTICOLARE SONO PREVISTE 40 ORE DI LEZIONE IN AULA, E 11 ORE DI ESERCITAZIONI E 9 ORE DI ATTIVITÀ DI LABORATORIO. DURANTE LE LEZIONI IN AULA SONO IMPARTITI I CONCETTI TEORICI ALLA BASE DEGLI ARGOMENTI TRATTATI. LE ESERCITAZIONI IN AULA HANNO LO SCOPO PRINCIPALE DI METTERE IN PRATICA I CALCOLI DI ELABORAZIONE DEI DATI SPERIMENTALI PER LA VALUTAZIONE DI PROPRIETÀ RILEVANTI PER I SISTEMI PARTICELLARI E PER LA PROGETTAZIONE DI APPARECCHIATURE. LE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO INCLUDONO L’USO DEI PRINCIPALI STRUMENTI DI CARATTERIZZAZIONE DEI SISTEMI PARTICELLARI. L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA. LA FRAZIONE MINIMA DELLE ORE DI ATTIVITÀ DIDATTICA FRONTALE NECESSARIA PER SOSTENERE L’ESAME È PARI AL 70%. NON È PREVISTA UNA VERIFICA DELLE PRESENZE. GLI STUDENTI CHE NON RAGGIUNGONO IL NUMERO SUFFICIENTE DI PRESENZE DOVRANNO PRESENTARE UNA RICHIESTA AL CONSIGLIO DIDATTICO, SPECIFICANDO GLI ARGOMENTI CHE NON HANNO POTUTO SEGUIRE E LE MOTIVAZIONI. IL CONSIGLIO STABILIRÀ CASO PER CASO LE MODALITÀ DI RECUPERO.

Metodi Didattici

L’INSEGNAMENTO SI TIENE IN INGLESE E PREVEDE 60 ORE DI DIDATTICA TRA LEZIONI, ESERCITAZIONI E LABORATORIO (6 CFU). IN PARTICOLARE SONO PREVISTE 40 ORE DI LEZIONE IN AULA, E 11 ORE DI ESERCITAZIONI E 9 ORE DI ATTIVITÀ DI LABORATORIO. DURANTE LE LEZIONI IN AULA SONO IMPARTITI I CONCETTI TEORICI ALLA BASE DEGLI ARGOMENTI TRATTATI. LE ESERCITAZIONI IN AULA HANNO LO SCOPO PRINCIPALE DI METTERE IN PRATICA I CALCOLI DI ELABORAZIONE DEI DATI SPERIMENTALI PER LA VALUTAZIONE DI PROPRIETÀ RILEVANTI PER I SISTEMI PARTICELLARI E PER LA PROGETTAZIONE DI APPARECCHIATURE. LE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO INCLUDONO L’USO DEI PRINCIPALI STRUMENTI DI CARATTERIZZAZIONE DEI SISTEMI PARTICELLARI.
L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA. LA FRAZIONE MINIMA DELLE ORE DI ATTIVITÀ DIDATTICA FRONTALE NECESSARIA PER SOSTENERE L’ESAME È PARI AL 70%. NON È PREVISTA UNA VERIFICA DELLE PRESENZE.
GLI STUDENTI CHE NON RAGGIUNGONO IL NUMERO SUFFICIENTE DI PRESENZE DOVRANNO PRESENTARE UNA RICHIESTA AL CONSIGLIO DIDATTICO, SPECIFICANDO GLI ARGOMENTI CHE NON HANNO POTUTO SEGUIRE E LE MOTIVAZIONI. IL CONSIGLIO STABILIRÀ CASO PER CASO LE MODALITÀ DI RECUPERO.

	Verifica dell'apprendimento
	LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN COLLOQUIO ORALE. IL COLLOQUIO HA UNA DURATA VARIABILE TRA 30 E 45 MINUTI. L’ESAME CONSISTE, IN GENERE, IN TRE DOMANDE CIASCUNA SU UNO DEI SEGUENTI TEMI: LE TECNICHE E I PRINCIPI ALLA BASE DELLA CARATTERIZZAZIONE DEI SISTEMI PARTICELLARI; IL DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE DI STOCCAGGIO DEI SISTEMI PARTICELLARI; I PRINCIPI DI BASE E SULLE APPLICAZIONI DI SISTEMI FLUIDO – SOLIDO. PER SUPERARE L'ESAME LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI AVER COMPRESO E SAPER APPLICARE I PRINCIPALI CONCETTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI NEL CORSO. IL VOTO, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, DIPENDERÀ DALLA MATURITÀ ACQUISITA SUI CONTENUTI DEL CORSO, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE ORALE E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA. E’ CONDIZIONE NECESSARIA AL SUPERAMENTO DELL’ESAME LA CONOSCENZA DEI PRINCIPI ALLA BASE DEI METODI DI CARATTERIZZAZIONE DEI SISTEMI PARTICELLARI E PER IL DIMENSIONAMENTO E LA PROGETTAZIONE DELLE APPARECCHIATURE ILLUSTRATE NEL CORSO. LO STUDENTE RAGGIUNGE L’ECCELLENZA QUANDO DIMOSTRA DI SAPER UTILIZZARE IN AUTONOMIA QUESTI PRINCIPI PER LA COMPLETA E CORRETTA FORMULAZIONE DEI MODELLI MATEMATICI DESCRITTIVI DELLE PROCEDURE DI MISURA A DI PROGETTAZIONE ANCHE IN CASI IN CUI SIANO INTRODOTTI ELEMENTI CHE DIFFERENZIANO SIGNIFICATIVAMENTE I CASI IN ESAME DA QUELLI TRATTATI NEL CORSO.

Verifica dell'apprendimento

LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN COLLOQUIO ORALE. IL COLLOQUIO HA UNA DURATA VARIABILE TRA 30 E 45 MINUTI. L’ESAME CONSISTE, IN GENERE, IN TRE DOMANDE CIASCUNA SU UNO DEI SEGUENTI TEMI: LE TECNICHE E I PRINCIPI ALLA BASE DELLA CARATTERIZZAZIONE DEI SISTEMI PARTICELLARI; IL DIMENSIONAMENTO DELLE APPARECCHIATURE DI STOCCAGGIO DEI SISTEMI PARTICELLARI; I PRINCIPI DI BASE E SULLE APPLICAZIONI DI SISTEMI FLUIDO – SOLIDO.

PER SUPERARE L'ESAME LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI AVER COMPRESO E SAPER APPLICARE I PRINCIPALI CONCETTI E GLI STRUMENTI METODOLOGICI ESPOSTI NEL CORSO. IL VOTO, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, DIPENDERÀ DALLA MATURITÀ ACQUISITA SUI CONTENUTI DEL CORSO, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE ORALE E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA. E’ CONDIZIONE NECESSARIA AL SUPERAMENTO DELL’ESAME LA CONOSCENZA DEI PRINCIPI ALLA BASE DEI METODI DI CARATTERIZZAZIONE DEI SISTEMI PARTICELLARI E PER IL DIMENSIONAMENTO E LA PROGETTAZIONE DELLE APPARECCHIATURE ILLUSTRATE NEL CORSO. LO STUDENTE RAGGIUNGE L’ECCELLENZA QUANDO DIMOSTRA DI SAPER UTILIZZARE IN AUTONOMIA QUESTI PRINCIPI PER LA COMPLETA E CORRETTA FORMULAZIONE DEI MODELLI MATEMATICI DESCRITTIVI DELLE PROCEDURE DI MISURA A DI PROGETTAZIONE ANCHE IN CASI IN CUI SIANO INTRODOTTI ELEMENTI CHE DIFFERENZIANO SIGNIFICATIVAMENTE I CASI IN ESAME DA QUELLI TRATTATI NEL CORSO.

	Testi
	J.P. SEVILLE, U. TUZUN AND R. CLIFT, PROCESSING OF PARTICULATE SOLIDS, BLACKIE ACADEMIC AND PROFESSIONAL D. KUNII AND O. LEVENSPIEL, FLUIDIZATION ENGINEERING, BUTTERWORTH-HEINEMANN G.B. WALLIS, ONE-DIMENSIONAL TWO-PHASE FLOW, MC GRAW-HILL R.M. NEDDERMAN, STATICS AND KINEMATICS OF GRANULAR MATERIAL, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS D. SCHULZE, POWDERS AND BULK SOLIDS, SPRINGER

	Altre Informazioni
	SEDE E ORARIO IL CORSO È EROGATO PRESSO IL DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE. SI CONSULTI IL SITO DI DIPARTIMENTO (HTTPS://CORSI.UNISA.IT/INGEGNERIA-ALIMENTARE/DIDATTICA/CALENDARI OPPURE HTTPS://CORSI.UNISA.IT/INGEGNERIA-CHIMICA-MAGISTRALE/DIDATTICA/CALENDARI) PER L’INDICAZIONE DELL’ORARIO E DELLE AULE.

BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-10-21]

Diego BARLETTA | TECNOLOGIA DELLE PARTICELLE