EQUIPMENT DESIGN FOR CHEMICAL INDUSTRY

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 al progetto di componenti meccanici semplici.

Saranno sviluppate, in particolare, le nozioni e gli strumenti per la progettazione di alcuni elementi di impianto basilari (serbatoi in  pressione, tubazioni, scambiatori di calore), gli approcci alla scelta ottimale dei materiali, e quelli alla progettazione del ciclo di vita e alla sostenibilità ambientale.

Il corso sarà articolato in due moduli, tenuti dalla Prof.ssa Fargione (Modulo A), e dal Prof. Giudice (Modulo B). 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, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Il materiale didattico è costituito dalle slide delle lezioni e da documentazione aggiuntiva (studium.unict.it).

Importanti: Conoscenze di base di Fisica e di Analisi Matematica.

La frequenza è obbligatoria. Le lezioni si svolgeranno trisettimanalmente nel primo semestre del secondo anno.

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.

·       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.

·       Fatica dei materiali.

·       Sollecitazioni termiche. Viscoelasticità. Creep e rilassamento.

·       Cenni di meccanica della frattura.

·       Assi e alberi di trasmissione.

·       Cenni sulla lubrificazione.

·       Saldature.

Modulo B

·       Serbatoi in pressione.

·       Dispositivi per il trasferimento di calore.

·       Sistemi per il trasporto di fluidi.

·       Approcci alla scelta dei materiali.

·       Progettazione del ciclo di vita e sostenibilità ambientale.

Modulo A

• Ferdinand Beer, Jr. Johnston, E. Russell, John DeWolf, David Mazurek, Mechanics of Materials, McGraw-Hill (testo di approfondimento)
• Richard G. Budynas, Shigley's mechanical engineering design, McGraw-Hill Education (testo di riferimento)

Modulo B

• G. Towler, R. Sinnott, Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, Butterworth-Heinemann, 2013 (testo di riferimento)
• M.F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, Butterworth-Heinemann, 2015 (testo di approfondimento)
• F. Giudice, G. La Rosa, A. Risitano, Product Design for the Environment: A Life Cycle Approach, CRC/Taylor & Francis, 2006 (testo di approfondimento)

Esame orale. Elementi di valutazione: pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, qualità dei contenuti, capacità di collegamento con altri temi oggetto del programma, capacità di riportare esempi, proprietà di linguaggio tecnico e capacità espressiva complessiva dello studente.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio al fine di programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. In tal caso, si consiglia rivolgersi al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del Dipartimento di afferenza del Corso di Laurea.

• Calcolo di reazioni vincolari e di azioni interne
• Calcolo di tensioni e deformazioni
• Progetto di alberi di trasmissione
• Fatica dei materiali
• Progetto dei serbatoi a pareti sottili
• Tipologie di dispositivi per lo scambio termico
• Criteri di scelta dei materiali