MULTISCALE ANALYSIS AND COMPUTER SIMULATION OF CHEMICAL PROCESSES

MULTISCALE ANALYSIS AND COMPUTER SIMULATION OF CHEMICAL PROCESSES

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iten
Codice
90518
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
5 cfu al 2° anno di 10376 INGEGNERIA CHIMICA E DI PROCESSO (LM-22) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/24
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA CHIMICA E DI PROCESSO )
periodo
2° Semestre
moduli
Questo insegnamento è un modulo di:
materiale didattico

PRESENTAZIONE

L'insegnamento propone di fornire agli studenti gli strumenti teorici e pratici necessari per lo studio di processi dell’ingegneria di processo a diversi livelli di dettaglio.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Obiettivo del modulo è l’analisi e la simulazione numerica a diverse scale di processi chimici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali, esercitazioni numeriche, visite ad impianto, seminari), lo studio individuale e la discussione in gruppo permetteranno allo studente di:

identificare le equazioni teoriche presenti nei programmi di simulazione più usati nel campo dell’ingegneria chimica e di processo

distinguere le diverse scale di dettaglio e l’approccio di studio appropriate in ogni caso

usare i programmi di simulazione proposti

analizzare problemi reali proposti da aziende caratterizzanti dell’ingegneria di processo

discutere in modo critico le varie soluzioni disponibili ai problemi proposti

 

L'adeguata abilità comunicativa verrà incoraggiata tramite esercizi di confronto tra gruppi e l’interazione con le diverse realtà industriali collaboranti.

PREREQUISITI

Per un proficuo apprendimento sono richieste conoscenze base di principi di ingegneria chimica e impianti chimici, ma non è prevista alcuna propedeuticità formale.

Modalità didattiche

L’insegnamento è basato su lezioni frontali in aula (20 ore) ed esercitazioni in aula informatica (50 ore). Le lezioni teoriche intendono fornire i principi di funzionamento dei diversi software informatici. Le lezioni in aula si alternano con interventi di personale aziendale o di ricerca esterni (10 ore) con specifici esempi di applicazioni di ingegneria di processo e visite agli impianti industriali (15 ore). Il corso prevede anche seminari di esperti su argomenti specifici integrativi del corso (5 ore).

Le competenze trasversali in termini di conoscenze e capacità di comprensione applicate verranno acquisite tramite la risoluzione di problemi reali forniti dall’aziende coinvolte, da svolgere in gruppo, e l'utilizzo di adeguati strumenti di simulazione. L'adeguata abilità comunicativa verrà incoraggiata tramite esercizi di confronto di soluzioni tra gruppi e interazione con le diverse realtà industriali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma del modulo prevede la presentazione e  la discussione dei seguenti argomenti:   

  1. Definizione del concetto multiscala e importanza nel contesto industriale (2 ore)
  2. Scala microscopica (8 ore)
    1. Fondamenti teorici
    2. Uso software MVD
  3. Scala mesoscopica (40 ore)
    1. Fondamenti teorici
    2. Uso software Ansys Fluent
    3. Visita e applicazione in caso reale
  4. Scala macroscopica (40 ore)
    1. Fondamenti teorici
    2. Uso software Aspen Plus
    3. Visita e applicazione in caso reale
  5. Modelli data-driven (10 ore)
    1. Fondamenti teorici
    2. Uso software Excel

Applicazioni: Variazioni secondo aziende coinvolte   

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni sarà disponibile in aulaweb dell’insegnamento. Gli appunti presi durante le lezioni e il materiale in aulaweb sono sufficienti per la preparazione dell’esame, ma i libri seguenti sono suggeriti come testi di appoggio e approfondimento.

- H. J. C Berendsen. ‘Simulating the Physical World’. Cambridge University Press 2007.

- I. D. Gil Chaves, J. R. Guevara Lopez, J. L. Garcia Zapata, A. Leguizamon Robayo, G. Rodriguez Nino. ‘Process Analysis and Simulation in Chemical Engineering’. Springer 2016.

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Su appuntamento  ai seguenti recapiti: tel.: 010 353 6560 email: cristina.moliner@edu.unige.it   Posizione ufficio Via Opera Pia 15A, 16145 Genova – nell’atrio del palazzo prima scala a sinistra, 2° piano

Commissione d'esame

JAN OSCAR PRALITS (Presidente)

CRISTINA ELIA MOLINER ESTOPINAN (Presidente)

ELISABETTA ARATO

LEZIONI

Modalità didattiche

L’insegnamento è basato su lezioni frontali in aula (20 ore) ed esercitazioni in aula informatica (50 ore). Le lezioni teoriche intendono fornire i principi di funzionamento dei diversi software informatici. Le lezioni in aula si alternano con interventi di personale aziendale o di ricerca esterni (10 ore) con specifici esempi di applicazioni di ingegneria di processo e visite agli impianti industriali (15 ore). Il corso prevede anche seminari di esperti su argomenti specifici integrativi del corso (5 ore).

Le competenze trasversali in termini di conoscenze e capacità di comprensione applicate verranno acquisite tramite la risoluzione di problemi reali forniti dall’aziende coinvolte, da svolgere in gruppo, e l'utilizzo di adeguati strumenti di simulazione. L'adeguata abilità comunicativa verrà incoraggiata tramite esercizi di confronto di soluzioni tra gruppi e interazione con le diverse realtà industriali.

INIZIO LEZIONI

Annuale - l'orario si può consultare sul sito della Scuola Politecnica.

ESAMI

Modalità d'esame

Si consiglia di fare l'esame appena terminato il corso: in questo caso l'esame consiste nella realizzazione, a gruppi, di un poster riassuntivo degli argomenti trattati durante il corso e la sua esposizione orale in una giornata dedicata.  

In questa modalità sarà disponibile 1 appello di esame previsto a fine corso in data concordata con tutti gli attori coinvolti (studenti, tecnici dell'industria, docente).

Nel caso in cui non si scelga questa modalità, gli appelli per l’esame si svolgeranno in modo tradizionale  e saranno: 3 appelli di esame per la sessione ‘invernale’ (gennaio, febbraio e durante la pausa didattica prevista dalla Scuola Politenica a Pasqua) e 3 appelli per la sessione ‘estiva’ (luglio, settembre e durante la pausa autunnale prevista dalla Scuola Politecnica).

Non verranno concessi appelli straordinari al di fuori dei periodi indicati dalla Scuola Politecnica, fatta eccezione per gli studenti che non abbiano inserito nel piano di studi attività formative nell’anno accademico in corso.

Modalità di accertamento

La prova orale consiste in l’esposizione orale a gruppi di un poster riassuntivo degli argomenti trattati durante il corso in una giornata dedicata. I dettagli sulla preparazione per l’esame e sul grado di approfondimento di ogni argomento verranno dati nel corso delle lezioni.

L’esame è volto a verificare la conoscenza dei  fondamenti teorici delle diverse scale studiate, degli strumenti di simulazione nell’ingegneria di processo e la loro adeguata applicazione, dell’abilità di risoluzione di problemi reali presenti in ambito industriale, dello sviluppo della capacità critica e dell’ adeguada comunicazione orale a diversi tipi di pubblico. Verrà anche valutata la creatività, capacità di lavorare in gruppo e l’adeguato uso delle risorse disponibili.

L’ esame verrà valutato per i docenti del corso e anche per le persone di riferimento delle aziende coinvolte.

Se la modalità d’esame scelta è ‘tradizionale’, la prova consisterà in l'elaborazione di un report tecnico con tutti gli argomenti trattati durante il corso e la sua discussione in gruppo. 

ALTRE INFORMAZIONI

Gli studenti con esigenze specifiche sono pregati di contattare il Professore prima dell'inizio dell'insegnamento.