LABORATORIO DI SIMULAZIONE DEGLI IMPIANTI DI PROCESSO

LABORATORIO DI SIMULAZIONE DEGLI IMPIANTI DI PROCESSO

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iten
Codice
80364
ANNO ACCADEMICO
2017/2018
CFU
6 cfu al 3° anno di 8714 INGEGNERIA CHIMICA (L-9) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/25
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA CHIMICA )
periodo
2° Semestre
moduli
Questo insegnamento è un modulo di:
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Il corso ha come oggetto le varie tipologie di modelli formulabili per le apparecchiature e gli impianti dell’Ingegneria Chimica, e comprende una panoramica sulle varie tipologie di software utilizzabili per l’integrazione numerica delle equazioni dei modelli stessi. Gli studenti sono poi incentivati a tradurre in pratica gli insegnamenti acquisiti mediante una serie di esempi (‘case studies’) aventi come oggetto alcuni problemi tipici dell’Ingegneria Chimica. 

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Analisi di alcuni problemi tipici dell'Ingegneria Chimica: derivazione delle equazioni e risoluzione al calcolatore mediante FORTRAN, Matlab, Excel, COMSOL, UniSim. Analisi dettagliata della simulazione degli impianti di processo, prendendo in esame gli aspetti teorici e gli approcci matematici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Gli obiettivi dell’insegnamento sono molteplici:

1)aiutare gli studenti ad acquisire una sensibilità circa la tipologia di modello più adatto per lo studio di un determinato problema dell’Ingegneria Chimica, anche in funzione degli strumenti software disponibili: modelli 0-D, 1-D, 2-D, 3-D;

2)sviluppo di un modello: scelta delle equazioni;

3)risoluzione delle equazioni al calcolatore;

4)verifica dei risultati ottenuti.

​Alla parte relativa alla risoluzione delle equazioni al calcolatore viene dedicato ampio spazio.

​I casi studio in laboratorio informatico sono svolti in gruppo e consentono di migliorare competenze trasversali quali abilita' comunicativa e capacita' di lavorare in team. I casi studio costituiscono la base per la preparazione per l'esame.  

 

 

Modalità didattiche

Il corso è articolato in lezioni teoriche (25 ore) e lezioni in laboratorio informatico (35 ore). 

 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il corso si sviluppa in una serie di lezioni teoriche inerenti le varie tipologie di modelli formulabili per le apparecchiature e gli impianti dell’Ingegneria Chimica, corredate da una panoramica sulle varie tipologie di software utilizzabili per l’integrazione numerica delle equazioni dei modelli stessi. Gli studenti sono poi incentivati a tradurre in pratica gli insegnamenti acquisiti mediante una serie di esempi (‘case studies’) aventi come oggetto alcuni problemi tipici dell’Ingegneria Chimica (es. equazioni di stato di gas non ideali, calcoli di equilibrio di fase e di equilibrio di reazione, bilanci di impianto, reattori chimici ideali e non, problemi di catalisi eterogenea, ecc.). Ciascun ‘case study’ è articolato in una serie di lezioni teoriche sull’argomento, volte alla scelta delle equazioni adatte a descrivere il fenomeno chimico-fisico, seguite poi da alcune lezioni in cui le equazioni vengono risolte numericamente al calcolatore mediante sviluppo di un programma di calcolo. In alcuni casi il programma di calcolo viene sviluppato in linguaggio C. In altri casi, le equazioni vengono risolte numericamente mediante uno dei seguenti software: Excel, Matlab, COMSOL. E’ prevista una discussione critica circa la scelta del software, ed un confronto fra i risultati forniti dai diversi software.

In particolare, nella parte centrale del corso, l’attenzione è focalizzata sulla simulazione degli impianti di processo, di cui vengono analizzati gli aspetti teorici e gli approcci matematici, con riferimento ai problemi di gestione dei ricircoli e di convergenza. Vengono analizzati i più diffusi applicativi informatici per la simulazione di impianto (UniSim, Aspen, Pro/II, ChemCad), e sono previsti ‘case studies’ specifici da svolgere in aula informatica mediante il software UniSim. 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

B.A. Finlayson, Introduction to Chemical Engineering Computing, John Wiley and Sons, Inc., Ney Jersey, USA (2006).

R. Sinnott & G. Towler, Chemical Engineering Design, Fifth edition, Elsevier Science (2009).

H.S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Fourth Edition, Pearson Education, NJ, USA (2006).

 

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

CARLO SOLISIO (Presidente)

PAOLA COSTAMAGNA (Presidente)

PATRIZIA PEREGO (Presidente)

BRUNO FABIANO (Presidente)

FEDERICO PUGLIESE

LEZIONI

Modalità didattiche

Il corso è articolato in lezioni teoriche (25 ore) e lezioni in laboratorio informatico (35 ore). 

 

INIZIO LEZIONI

L'insegnamento viene svolto nel secondo semestre, con inizio nella settimana del 19 febbraio 2018.

ESAMI

Modalità d'esame

Prova pratica in aula informatica. La prova pratica viene corretta dal docente e discussa insieme allo studente. Tale discussione costituisce la parte orale dell'esame.

Modalità di accertamento

L’esame si svolge in aula informatica. L’esame consiste in una prova pratica seguita da una discussione orale. La prova pratica ha lo scopo di verificare che lo studente abbia effettivamente acquisito  capacità di utilizzo dei più diffusi software applicativi dell’ingegneria chimica. A tale scopo, il docente propone un problema di esame che richiede di risolvere un problema dell’ingegneria chimica mediante l’ausilio del calcolatore, utilizzando due metodologie parallele (una piu’ semplificata e l’altra piu’ dettagliata, delineate nel testo del problema) che richiedono l’utilizzo di due software differenti. Sulla base dei risultati ottenuti, il docente valuta il livello raggiunto dallo studente in termini di conoscenza e capacità di utilizzo degli svariati software .