Insegnamento FONDAMENTI DI FLUIDODINAMICA E PROCESSI CHIMICI
| Nome del corso di laurea | Ingegneria dei materiali e dei processi sostenibili |
|---|---|
| Codice insegnamento | A006358 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Bruno Brunone |
| CFU | 18 |
| Regolamento | Coorte 2026 |
| Erogato | Erogato nel 2026/27 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 1 |
| Periodo | Annuale |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa integrata |
| Suddivisione |
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APPLICAZIONI INGEGNERISTICHE DELLA MECCANICA DEI FLUIDI E CORRENTI DI FLUIDI REALI
| Codice | A006360 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Bruno Brunone |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | CEAR-01/A |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
EQUAZIONI FONDAMENTALI DELLA MECCANICA DEI FLUIDI
| Codice | A006359 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Bruno Brunone |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | CEAR-01/A |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
EQUILIBRI DI FASE IN SISTEMI MULTICOMPONENTI
| Codice | A005988 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Alberto Maria Gambelli |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria dei materiali |
| Settore | ICHI-02/B |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO/INGLESE |
| Contenuti | Questo insegnamento ha l’obiettivo di fornire le conoscenze di base relative agli equilibri di fase per sistemi multicomponente necessarie alla comprensione razionale dei processi chimici e delle operazioni unitarie che li costituiscono con riferimento all’impiego in applicazioni di interesse energetico. |
| Testi di riferimento | Matteo Maestri. Fondamenti dei processi chimici. Principi di Termodinamica, cinetica e reattoristica chimica applicati allo studio dei processi chimici. Editore: Mc-Graw Hill, Anno 2021, ISBN: 978-8-83 865536-4 J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, Introduction to chemical engineering thermodynamics, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2005, ISBN: 978-0-07-124708-5 |
| Obiettivi formativi | Lo studente dovrà dimostrare: a) di possedere completa conoscenza degli equilibri multifase e multicomponente per la progettazione e l'analisi di processi chimici e operazioni unitarie b) di essere in grado di applicare le conoscenze di cui sopra per la risoluzione di problemi riguardanti bilanci di massa ed energia ed equilibri multicomponente e multifase c) di essere in grado di applicare in modo autonomo le conoscenze oggetto del corso nella soluzione dei problemi riguardanti i processi chimici |
| Prerequisiti | Nozioni di base di termodinamica e chimica. Conoscenza delle principali funzioni e operatori matematici. |
| Metodi didattici | Lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche sui temi trattati durante il corso |
| Altre informazioni | Calendario delle prove d'esame: il calendario delle prove di esame è consultabile al link: http://www.ing1.unipg.it/didattica/studiare/calendario esami |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento prevede una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta, della durata di tre ore, prevede lo svolgimento di due esercizi pratici, inerenti al funzionamento dei principali impianti chimici industriali studiati durante il corso. La prova orale consiste in una discussione di durata compresa tra i 20 e i 40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati. La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | 1. Equilibri di fase in sistemi multicomponenti 1.1 Richiami generali sugli equilibri di fase. Regola delle Fasi e Teorema di Duhem. Equilibrio liquido-vapore: comportamento qualitativo di miscele binarie. 1.2 Equilibri liquido-vapore in miscele ideali. Legge di Raoult e legge di Henry. Flash isotermo ed adiabatico. 1.3 Miscele di gas reali: fattore di comprimibilità, equazione degli stati corrispondenti. Equazioni di stato del viriale e di tipo cubico. Coefficienti di fugacità in miscele ideali e reali di gas reali. 1.4 Esempio. Reattore e condensatore del ciclo di sintesi del metanolo. 1.5 Miscele e soluzioni non ideali. Azeotropi omogenei ed eterogenei. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | 7) Energia pulita e accessibile; 9) Industria, innovazione e infrastrutture; 12) Consumo e produzione responsabili. |
PROCESSI DI DIFFUSIONE E LAVORAZIONE DI POLIMERI TERMOPLASTICI E TERMOINDURENTI
| Codice | A005991 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Luigi Torre |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria dei materiali |
| Settore | IMAT-01/A |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Il Corso prenderà in esame i principali aspetti delle caratteristiche, delle proprietà e delle tecnologie dei materiali polimerici. Partendo dalle definizioni e dalle caratteristiche chimico fisiche dei materiali polimerici, verranno studiati i processi di sintesi dei polimeri. |
| Testi di riferimento | Fondamenti di struttura, proprietà e tecnologia dei polimeri a cura di Enrico Pedemonte http://nuovacultura.it/catalogo/fondamenti-struttura-proprieta-tecnologia-dei-polimeri/ R. J. Young and P.A. Lowel: Indroduction to Polymers. Chapman ed. F. Rodriguez: “Principles of Polymer Systems” Mc Graw Hill. |
| Obiettivi formativi | Fornire allo studente una approfondita conoscenza delle caratteristiche principali dei materiali polimerici, con cenni sulla loro produzione. Essere in grado di comprendere il processo di produzione utilizzato per i manufatti polimerici e conoscere la proprietà meccaniche fisiche e di lavorazione dei polimeri e delle plastiche. |
| Prerequisiti | Analisi matematica, fisica 1 e 2, chimica. |
| Metodi didattici | Lezioni video pre-registrate e lezioni frontali in presenza. Nelle ore in presenza si svolgeranno anche esercizi su problemi relativi ai diversi argomenti trattati. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame per l'ottenimento dell'open-badge consiste nella risoluzione di esercizi sugli argomenti trattati. Il conseguimento dell'open-badge permetterà allo studente di accedere all'esame finale di cluster. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa. |
| Programma esteso | Regole generali per la solubilità Parametri di solubilità Teoria di Hansen Teoria di Flory-Huggins Modelli per l'assorbimento e trasporto di massa Introduzione, flussi e processi Parametri che influenzano il flusso e instabilità Estrusione Stampaggio a iniezione Filmatura Filatura Lavorazione termoindurenti |
REOLOGIA E VISCOELASTICITA' DEI POLIMERI
| Codice | A005990 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Luigi Torre |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria dei materiali |
| Settore | IMAT-01/A |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | Italiano |
| Contenuti | Il Corso prenderà in esame i principali aspetti delle caratteristiche, delle proprietà e delle tecnologie dei materiali polimerici. Partendo dalle definizioni e dalle caratteristiche chimico fisiche dei materiali polimerici, verranno studiati i processi di sintesi dei polimeri. |
| Testi di riferimento | Fondamenti di struttura, proprietà e tecnologia dei polimeri a cura di Enrico Pedemonte http://nuovacultura.it/catalogo/fondamenti-struttura-proprieta-tecnologia-dei-polimeri/ R. J. Young and P.A. Lowel: Indroduction to Polymers. Chapman ed. F. Rodriguez: “Principles of Polymer Systems” Mc Graw Hill. |
| Obiettivi formativi | Fornire allo studente una approfondita conoscenza delle caratteristiche principali dei materiali polimerici, con cenni sulla loro produzione. Essere in grado di comprendere il processo di produzione utilizzato per i manufatti polimerici e conoscere la proprietà meccaniche fisiche e di lavorazione dei polimeri e delle plastiche. |
| Prerequisiti | Analisi matematica, fisica 1 e 2, chimica. |
| Metodi didattici | Lezioni video pre-registrate e lezioni frontali in presenza. Nelle ore in presenza si svolgeranno anche esercizi su problemi relativi ai diversi argomenti trattati. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame per l'ottenimento dell'open-badge consiste nella risoluzione di esercizi sugli argomenti trattati. Il conseguimento dell'open-badge permetterà allo studente di accedere all'esame finale di cluster. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa. |
| Programma esteso | Viscoelasticità:definizioni e tipici comportamenti dipendenti dal tempo Modello di Maxwell Modello di Voigt Altri modelli viscoelastici Criterio di sovrapposizione di Boltzmann Analisi dinamico-meccanica Sovrapposizione tempo-temperatura Reologia:cenni sui flussi Introduzione alla viscosimetria Analisi newtoniana dei viscosimetri di categoria A Viscosimetri di categoria B: Capillare Viscosimetri di categoria B: Couette Altri tipi di viscosimetri Fluidi non newtoniani Viscosimetria a capillare non newtoniana Esempi di misurazione di viscosità e melt-flow index Introduzione all’analisi termica DTA/DSC TMA TGA DMA |
SISTEMI REAGENTI A CONTROLLO TERMODINAMICO: EQUILIBRIO CHIMICO
| Codice | A005989 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Alberto Maria Gambelli |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria dei materiali |
| Settore | ICHI-02/B |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | INGLESE/ITALIANO |
| Contenuti | Questo insegnamento ha l’obiettivo di fornire le conoscenze di base relative alla termodinamica delle reazioni chimiche necessarie alla comprensione razionale dei processi chimici e delle operazioni unitarie che li costituiscono con riferimento all’impiego in applicazioni di interesse energetico. |
| Testi di riferimento | Matteo Maestri. Fondamenti dei processi chimici. Principi di Termodinamica, cinetica e reattoristica chimica applicati allo studio dei processi chimici. Editore: Mc-Graw Hill, Anno 2021, ISBN: 978-8-83 865536-4 J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, Introduction to chemical engineering thermodynamics, Editore: McGraw-Hill, Anno edizione: 2005, ISBN: 978-0-07-124708-5 |
| Obiettivi formativi | Lo studente dovrà dimostrare: a) di possedere completa conoscenza dei principi di termodinamica ed equilibri multifase e multicomponente per la progettazione e l'analisi di processi chimici e operazioni unitarie b) di essere in grado di applicare le conoscenze di cui sopra per l'analisi quantitativa di processi chimici attraverso la risoluzione di problemi riguardanti bilanci di massa ed energia, equilibri chimici di sistemi reagenti ed equilibri multicomponente e multifase c) di essere in grado di applicare in modo autonomo le conoscenze oggetto del corso nella soluzione dei problemi riguardanti i processi chimici |
| Prerequisiti | Nozioni di base di termodinamica e chimica. Conoscenza delle principali funzioni e operatori matematici. |
| Metodi didattici | Lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche sui temi trattati durante il corso |
| Altre informazioni | Calendario delle prove d'esame: il calendario delle prove di esame è consultabile al link: http://www.ing1.unipg.it/didattica/studiare/calendario esami |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La verifica degli obiettivi formativi dell’insegnamento prevede una prova scritta ed una prova orale. La prova scritta, della durata di tre ore, prevede lo svolgimento di due esercizi pratici, inerenti al funzionamento dei principali impianti chimici industriali studiati durante il corso. La prova orale consiste in una discussione di durata compresa tra i 20 e i 40 minuti, finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorici e metodologici forniti e dettagliati nel programma. La prova orale ha anche l’obiettivo di verificare la capacità di comunicazione e di sintesi organica, nonché la proprietà di linguaggio dello studente in relazione agli argomenti teorici e pratici trattati. La valutazione finale verrà effettuata in trentesimi dalla commissione. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | 1. Bilanci materiali ed energetici nei sistemi reagenti a controllo stechiometrico (combustione) 1.1 Richiami di stechiometria. Reagente in eccesso ed in difetto. Dosatura stechiometrica. 1.2 Bilanci materiali su processi a controllo stechiometrico. Composizione ed analisi dei fumi. 1.3 Termochimica delle reazioni di combustione. Potere calorifico dei combustibili e calore di reazione. Legge di Hess. 1.4 Bilanci energetici su processi di combustione. Temperatura adiabatica di fiamma. Efficienza di combustione. 2. Sistemi reagenti a controllo termodinamico: Equilibrio chimico 2.1 Condizione di equilibrio per sistemi reagenti. Energia libera di Gibbs e potenziale chimico. Fugacità ed attività. Stati di riferimento per sistemi gassosi e condensati puri ed in miscela. Energia libera standard e costante di equilibrio. Effetti di temperatura e pressione sulla composizione di equilibrio: legge di Kirchhoff ed equazione di Van’t Hoff. Grado di avanzamento, conversione selettività e resa. 2.2 Bilanci materiali ed energetici in sistemi reagenti semplici e complessi. Calcolo della conversione all’equilibrio e della temperatura adiabatica di reazione. 2.3 Analisi termodinamica applicata ai processi della filiera di produzione di idrogeno. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | 7) Energia pulita e accessibile; 9) Industria, innovazione e infrastrutture; 12) Consumo e produzione responsabili. |