EQUIPMENT DESIGN FOR CHEMICAL INDUSTRY
Anno accademico 2021/2022 - 2° annoCrediti: 9
SSD: ING-IND/14 - PROGETTAZIONE MECCANICA E COSTRUZIONE DI MACCHINE
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di esercitazione
Semestre: 1°
Obiettivi formativi
Si forniscono le informazioni e le tecniche di base per la progettazione meccanica di componenti di impianti industriali, in particolare nel settore degli impianti chimici e petrolchimici.
Si tratteranno argomenti relativi al comportamento dei materiali in condizioni di carico meccanico e/o termico in condizioni statiche e dinamiche e sul progetto di componenti meccanici semplici.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il corso sarà articolato in due moduli, rispettivamente di 61 ore (Modulo A) e di 30 ore (Modulo B), tenuto dal Prof. Giudice. Entrambi i moduli saranno costituiti da:
Lezioni frontali.
Esercitazioni sugli argomenti del corso.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze di base di Fisica e di Analisi Matematica.
Frequenza lezioni
Secondo regolamento sarebbe necessaria una frequenza obbligatoria per il 70%. Tuttavia, a causa del protrarsi delle restrizioni per il COVID, la frequenza del corso seguirà le disposizioni impartite dal Rettore in merito a questo argomento.
Contenuti del corso
Modulo A:
Concetti di teoria dell'elasticità, legge di Hooke, concetti di tensione e deformazione,
Equilibrio di un corpo solido, azioni interne e reazioni vincolari. Isostatiche e iperstatiche. Sforzi assiali e tangenziali.
Geometria delle masse e delle aree.
Concetti di sollecitazioni di trazione/compressione, flessione, torsione e taglio. Il tensore degli sforzi. Tensioni principali e ideali.
Travi inflesse, metodi per determinare sollecitazioni e deformazioni. Principio del lavori virtuali e funzioni di singolarità.
Carico critico di Eulero.
Concetto di fatica dei materiali.
Sollecitazioni termiche. Viscoelasticità. Creep e rilassamento.
Cenni di meccanica della frattura.
Assi e alberi di trasmissione.
Modulo B:
Serbatoi in pressione
Sistemi per il trasporto di fluidi
Dispositivi per il trasferimento di calore
Approcci alla scelta dei materiali
Testi di riferimento
Module A
Ferdinand Beer, Jr. Johnston, E. Russell, John DeWolf, David Mazurek, Mechanics of Materials, McGraw-Hill
Richard G. Budynas, Shigley's mechanical engineering design, McGraw-Hill Education
Module B
G. Towler, R. Synnott, Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design,,Butterworth-Heinemann, 2013
M.F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, Butterworth-Heinemann, 2015
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Concepts of elasticity theory, Hooke's law, concepts of stress and strain, | Mechanics of materials |
| 2 | Equilibrium of a solid body, internal actions and constraint reactions. Isostatic and hyperstatic. Axial and tangential forces. | Mechanics of materials |
| 3 | Concepts of tensile / compressive, bending, torsion and shear stresses. The stress tensor. Principal and ideal stresses. | Mechanics of materials |
| 4 | Fatigue of materials. | Shigley |
| 5 | Bending beams, methods for determining stresses and displacements. Principle of virtual works and singularity functions. | Mechanics of materials/Shigley |
| 6 | Thermal stresses. Viscoelasticity. Creep and relaxation. | Notes |
| 7 | Pipes and pressure vessels. Gears and speed reducers. | Shigley |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame orale su entrambi i moduli assieme.
Oral examination together on both the modules.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Calcolo di reazioni vincolari e di azioni interne. Determination of constraint reactions and of internal forces and moments
Calcolo di tensioni e deformazioni. Determination of stress and strain status.
Progetto di alberi di trasmissione. Design of transmission shafts
Fatica dei materiali. Fatigue of materials.
Analisi e progetto di tubazioni. Pipes analysis and design.
Criteri di scelta dei materiali. Criteria for materials selection.