PARTICLE TECHNOLOGY - TECNOLOGIA DELLE PARTICELLE

Internazionalizzazione della Didattica PARTICLE TECHNOLOGY - TECNOLOGIA DELLE PARTICELLE

0622800027
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ALIMENTARE
2021/2022



ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2019
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
Obiettivi
IL CORSO MIRA ALL’APPRENDIMENTO DA PARTE DELLO STUDENTE DEI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E DELLE METODOLOGIE DI DIMENSIONAMENTO DI APPARECCHIATURE PER LO STOCCAGGIO, IL TRASPORTO E IL PROCESSO DI MATERIALI SOLIDI GRANULARI.

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 DIMENSIONAMENTO 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 STATICA E DINAMICA DEI SOLIDI E
- 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 (VAN DER WAALS, CAPILLARI ED ELETTROSTATICHE), FONDAMENTI DELLA MECCANICA DEL CONTATTO TRA PARTICELLE, 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: CRITERIO DI RESISTENZA DI COULOMB, ANALISI DI MOHR-COULOMB DEL FLUSSO INCIPIENTE, ANGOLI CARATTERISTICI, RELAZIONI TENSIONE-DEFORMAZIONE, DRAG DI UN LETTO DI PARTICELLE IN FLUIDO. METODI DI CARATTERIZZAZIONE DELLE PROPRIETÀ DI FLUSSO DI POLVERI (PROVA A COMPRESSIONE UNIASSIALE, PROVA DI SCORRIMENTO).

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.

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.

TOTALE ORE: 60 (ES. 40; ES. 11; LAB. 9)
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.

LA FREQUENZA AI CORSI DI INSEGNAMENTO È FORTEMENTE CONSIGLIATA.
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 DIMOSTRATA SUI TEMI DISCUSSI, TENENDO CONTO ANCHE DELLA QUALITÀ DELL'ESPOSIZIONE ORALE E DELL'AUTONOMIA DI GIUDIZIO DIMOSTRATA. È CONDIZIONE NECESSARIA AL SUPERAMENTO DELL’ESAME LA CONOSCENZA DEI PRINCIPI ALLA BASE DEI METODI DI CARATTERIZZAZIONE DEI SISTEMI PARTICELLARI E DELLA 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
I TESTI DI RIFERIMENTO PER IL CONTENUTO DELLE LEZIONI SONO:

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

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.
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