ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| IMPIANTI CHIMICI | ING-IND/25 | LEZIONI | 60 |
|
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze in merito a:
• identify major unit operations, including: mass transfer and heat transfer; • analyse the functions of the major unit operations, including purpose and application of each; • identify the range of equipment used to perform each major unit operation; • size and design equipment; • prepare process data sheets with equipment model.
• identify major unit operations, including: mass transfer and heat transfer; • analyse the functions of the major unit operations, including purpose and application of each; • identify the range of equipment used to perform each major unit operation; • size and design equipment; • prepare process data sheets with equipment model.
Lo studente verrà valutato in relazione alla sua capacità di discutere criticamente i principali contenuti del corso utilizzando la terminologia appropriata.
Metodi:
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology.
Methods:
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology.
Methods:
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
allo studente è rischiesto di produrre una relazione di progetto in cui viene redatto uno schema a blocchi quantificato di un processo industriale di tipo chimico e viene effettuato il dimensionamento di una delle apparecchiature che costituiscono il processo
Lo studente potrà acquisire sensibilità ai problemi di verifica e dimensionamento delle apaprecchiature di scambio termico
Durante il corso viene assegnato agli studenti un progetto in cui deve essere quantificato con bilanci materiali ed energetici lo schema a blocchi e viene effettuato di dimensionamento di una apparecchiatura di scambio termico. Per superare l'esame, gli studenti devono produrre una relazione di progetto che verrà valutata anche in termini di accuratezza e coerenza della presentazione.
L’allievo che accede a questo insegnamento ha acquisito una solida conoscenza della termodinamica, della fluidodinamica e dei fenomeni di trasporto. Tali nozioni si acquisiscono in generale superando gli esami di Termodinamica e di Principi dell'Ingegneria Chimica.
Lezioni frontali
Esercitazioni in aula
Materiale didattico
Delivery: face to face
Attendance: Advised
Learning activities:
Teaching methods:
Delivery: face to face
Attendance: Advised
Learning activities:
Teaching methods:
1) Introduzione alle operazioni unitarie. Il concetto di operazione unitaria. Relazione tra studio dell'operazione unitaria e progettazione della relativa apparecchiatura di processo. Impostazione generale dei criteri di analisi delle diverse operazioni unitarie. Equazioni di bilancio e di flusso, relazioni di equilibrio.
2) Scambio termico in assenza di cambiamento di fase. Richiami sulla trasmissione del calore. Equazioni di bilancio. Equazioni di flusso e forza motrice. L'utilizzo della media logaritmica di temperatura per il calcolo della forza motrice. Il calcolo dei coefficienti di scambio termico e la dipendenza dalla geometria dell'apparecchiatura. Descrizione dei principali tipi di scambiatori di calore e criteri di scelta. Impostazione delle equazioni di bilancio e di flusso per scambiatori di calore liquido/liquido in assenza di cambiamento di fase: scambiatori a doppio tubo, a fascio tubiero, a serpentino o semitubo. Standard costruttivi degli scambiatori a fascio tubiero (norme TEMA). Calcoli di verifica e dimensionamento su scambiatori.
3) Scambio termico in presenza di cambiamento di fase. Richiami sul fenomeno della condensazione. Equazioni di bilancio. Equazioni di flusso e forza motrice. Coefficiente di scambio termico: la teoria di Nusselt. Descrizione delle principali apparecchiature per la condensazione. Impostazione delle equazioni di bilancio e di flusso per condensatori di vapori puri. Calcoli di verifica su condensatori. di vapori puri. Richiami sul fenomeno dell'evaporazione. Descrizione dei principali tipi di evaporatori e criteri di scelta.
1) Heat transfer to fluids without phase change. Fundamentals. Energy balance and driving forces. Equipment features, selection and design criteria. 2) Heat transfer to fluids with phase change. Fundamentals of condensation and evaporation. Pool and convective boiling. Energy balance and driving forces. Equipment features, selection and design criteria. 3) Distillation. Fundamentals on multicomponent vapor-liquid equilibria. Flash and differential distillation. Continuous and batch distillation. Material and enthalpy balances. Design of sieve-plate columns. Equipment features, selection and design criteria. 4) Absorption and stripping. Principles and rate of absorption. Mass-transfer coefficients for packed columns. Equipment features, selection and design criteria. 5) Humidification operations. Wet-bulb temperature. Theory and calculation of humidification processes. Equipment features and sizing criteria. 6) Adsorption. Equilibria and principles of adsorption.Adsorber design
1) Heat transfer to fluids without phase change. Fundamentals. Energy balance and driving forces. Equipment features, selection and design criteria. 2) Heat transfer to fluids with phase change. Fundamentals of condensation and evaporation. Pool and convective boiling. Energy balance and driving forces. Equipment features, selection and design criteria. 3) Distillation. Fundamentals on multicomponent vapor-liquid equilibria. Flash and differential distillation. Continuous and batch distillation. Material and enthalpy balances. Design of sieve-plate columns. Equipment features, selection and design criteria. 4) Absorption and stripping. Principles and rate of absorption. Mass-transfer coefficients for packed columns. Equipment features, selection and design criteria. 5) Humidification operations. Wet-bulb temperature. Theory and calculation of humidification processes. Equipment features and sizing criteria. 6) Adsorption. Equilibria and principles of adsorption.Adsorber design
R.H. Perry, D.W. Green: "Perry'S Chemical Engineer' Handobook", Mc Gaw-Hill
D. Kern: "Process heat transfer", Mc Graw - Hill
J.M. Coulson, J.F. Richardson: "Chemical Engineering", Pergamon Press (vols. 1, 2 and 6)
R.H. Perry, D.W. Green: "Perry's Chemical Engineers' Handbook", Mc Graw-Hill Educational material provided by the teacher on e-learning UNIPI Recommended: D. Kern: "Process heat transfer", Mc Graw - Hill R.E. Treybal: "Mass transfer operations", Mc Graw - Hill Further bibliography: W.L. McCabe, J.C. Smith, P. Harriott: "Unit operations of chemical engineering" Mc Graw-Hill J.M. Coulson, J.F. Richardson: "Chemical Engineering", Pergamon Press (vols. 1, 2 and 6)
R.H. Perry, D.W. Green: "Perry's Chemical Engineers' Handbook", Mc Graw-Hill Educational material provided by the teacher on e-learning UNIPI Recommended: D. Kern: "Process heat transfer", Mc Graw - Hill R.E. Treybal: "Mass transfer operations", Mc Graw - Hill Further bibliography: W.L. McCabe, J.C. Smith, P. Harriott: "Unit operations of chemical engineering" Mc Graw-Hill J.M. Coulson, J.F. Richardson: "Chemical Engineering", Pergamon Press (vols. 1, 2 and 6)
