SYSTEMS ECO-FRIENDLY DESIGN FOR INNOVATIVE PROCESSES

Anno accademico 2017/2018 - 2° anno

Docente: Giovanna FARGIONE
Crediti: 9
SSD: ING-IND/14 - PROGETTAZIONE MECCANICA E COSTRUZIONE DI MACCHINE
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 135 di studio individuale, 54 di lezione frontale, 36 di esercitazione
Semestre: 2°

Obiettivi formativi

L'obbiettivo del corso è fornire i metodi per:

valutare il livello di stress meccanico di componenti e organi di macchine una volta posti in esercizio
dimensionare componenti perché resistano alle sollecitazioni che subiranno in esercizio
scegliere il tipo di organi meccanici da impiegare:
- per trasmettere il moto (trasmissioni, ingranaggi, cuscinetti),
- collegare pezzi (giunzioni bullonate, saldature...),
- stoccare liquidi o gas in pressione (recipienti in pressione)...

Prerequisiti richiesti

Costruzioni 1; Metallurgia

Frequenza lezioni

Le lezioni si svolgeranno trisettimanalmente nel secondo semestre del secondo anno, verranno svolti, inoltre, esercizi di calcolo e progetto bisettimanalmente

Contenuti del corso

• Tensioni ideali per materiali fragili e duttili,

• Cedimento sotto carico costante.

• Scorrimento viscoso ad alta temperatura, curve di creep, progettazione di componenti che lavorano ad alta temperatura: uso delle relazioni di Larson – Miller,

• Curve di propagazione instabile della cricca, coefficienti di sicurezza per componenti che lavorano ad alta temperatura.

• Cedimento sotto carico ciclico (fatica) in presenza alte temperatura e agenti aggressivi.

• Nucleazione e propagazione della cricca, fino alla frattura, stima della durata di un componente e sistemi di controlli sperimentali.

• Progettazione di componenti per l’industria chimica e requisiti ambientali.

Lettura di “Piping and Instrumentation Diagram”

Progetto di linee per il trasporto di fluidi (pericolosi e non)

• tubi in pressione,

• collegamenti mediante flange,

• collegamenti mediante saldatura,

• valvole, scelta di valvole e sistemi di sicurezza.

• Uso di metodi tradizionali e di codici di calcolo dedicati per la progettazione di linee

• Calcolo delle frequenze proprie di vibrazione di linee o di parti di linee.

• Problematiche per il controllo dello stato di sicurezza delle linee in esercizio, sistemi di controllo e analisi non distruttive.

• Valutazioni sul ripristino di parti di linea e completa sostituzione.

Progetto di recipienti in pressione e di reattori chimici,

• Comportamento membranale dei gusci assialsimmetrici.

• Cenni sull'instabilità dei cilindri soggetti a pressione esterna e sui fondi piani e curvi.

• Effetti di bordo (guscio cilindrico): compatibilità delle deformazioni, tensioni aggiuntive.

• Recipienti e parti di elevato spessore: teoria generale, stati di sollecitazione dovuti alla pressione e alla temperatura, soluzioni costruttive per alte pressioni (forzamento, autofrettaggio).

• Progetto Recipienti secondo quadro normativo italiano, direttiva europea 97/23 PED sulle attrezzature a pressione, norma armonizzata EN 13445 (calcoli mediante logiche tradizionali e codici di calcolo FEM con confronto dei risultati, modelli solidi).

• Accettazione di componenti di corredo

Testi di riferimento

Costruzioni di macchine Giovannozzi 1 e Giovannozzi 2 Patron editore

Slide del corso

Programmazione del corso

	*	Argomenti
1	*	Introduction to the course, Techical data of our Project, Principal Components of Implant analisyis
2	*	Enegrtic Dimensioning of the T.C. the Reactor, the Flash, the Silos, etc
3	*	Design and calculation of the Reactor
4	*	WHOLER CURVE, SMITH-GOODMAN DIAGRAM,
5	*	Hardness, Resilience, Test of Resilience,
6	*	REACTOR THERMAL CALCULATION, THERMAL GENERATOR CALCULATION
7	*	Verification of Reactor and Generator components
8	*	Viscoelastic Theory
9	*	Law of Fatique Propagation, Propagation Limit, Lawof WOLKER, CRACK CLOSURE, FATIGUE CRACK CLOSURE
10	*	Creep Theory, Energetic approch, Fact k
11	*	Steam line calculing and water treatment
12	*	Charaterization of Materials, Gasket and Flanges under creep theory
13	*	Creep calculation under Fatique stress
14	*	Shells Theory, Membrane theory, (ex Cylinder, Cone, Sphere)
15	*	P&I (Piping and Instrumentation Diagram o Process and Instrumentation Diagram) of implant Design
16	*	Toroid-Spheric Vessel, Plates with axial symmetry, Instability of section under external pressure
17	*	Membrane Stress distribution
18	*	Secondary Stress on low thickness Vessels
19	*	High Thickness Vessels Calculation
20	*	Complance Verifications between P&I and Logic Control
21	*	Verifications Tests
22		Calculation of natural frequencies of vibration of piping lines or parts of piping lines.
23	*	Issues for the control of the state of safety of operating lines, control systems and non-destructive analysis.
24		Acceptance of components and equipment checks on materials and components for chemical and petrochemical industrial.
25		Nucleation and propagation of the crack, up to fracture, estimate the life of a component, systems of experimental controls in situ.

* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

verifica del progetto e colloquio orale

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Tipi di propagazione della cricca,

diagrammi di fatica

calcolo flange

calcolo gusci sottili e di forte spessore,

Corso di laurea magistrale in

Chemical Engineering for Industrial Sustainability (LM-22)