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    Mario MINALE

    Insegnamento di PRINCIPI DI INGEGNERIA CHIMICA AMBIENTALE

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA PER L'ENERGIA E L'AMBIENTE

    SSD: ING-IND/24

    CFU: 9,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 72,00

    Periodo di Erogazione: Primo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Il corso fornisce all’allievo ingegnere per l'energia e l’ambiente, e all'allievo in ingegneria civile, conoscenze di base della termodinamica di sostanze non ideali, del trasporto di materia con più di una variabile indipendente, dei modelli per lo studio delle reazioni eterogenee che sono alla base del dimensionamento di impianti di trattamento e in particolar modo degli inceneritori, dei modelli per lo studio della catalisi eterogenea sulla quale sono basati molti impianti di trattamento per l’abbattimento, per esempio, degli NOx. Vengono poi forniti agli allievi i concetti di base del trasporto di inquinanti in sia in atmosfera che in matrici porose come i suoli e si richiede, per il superamento dell’esame, l’uso di applicativi software per la loro implementazione.

    Testi di riferimento

    "Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics", J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott - McGraw Hill

    "Fenomeni di Trasporto", B.R. Bird, W.E. Stewart, E.N. - Casa Ed. Ambrosiana

    "Ingegneria delle Reazioni Chimiche", O. Levenspiel - Casa Ed. Ambrosiana

    Obiettivi formativi

    Obiettivo del corso è far acquisire agli allievi ingegneri per l’energia e l’ambiente, e gli allievi in ingegneria civile, del corso di laurea magistrale, la capacità di trattare problemi in cui è coinvolta la termodinamica di sostanze non ideali. In aggiunta a ciò gli allievi devono acquisire gli strumenti del trasporto di materia reattivo in mezzi anche eterogenei o in condizioni prossime alla realtà. Gli allievi apprendono inoltre i fondamenti del trasporto di inquinanti in atmosfera facendo uso di modelli semplificati e di software di calcolo.

    Prerequisiti

    Termodinamica, trasporto di materia e di calore

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali. Teoria ed esercizi.

    Metodi di valutazione

    Esame scritto seguito che da l'accesso al colloquio orale

    Altre informazioni



    Programma del corso

    Termodinamica:
    Equazioni costitutive di gas reali.
    L’equazione del viriale, il principio degli stati corrispondenti.
    Deviazioni entalpiche ed entropiche dall’idealità: grandezze residue e grandezze d’eccesso.
    La miscelazione non ideale.
    L’equilibrio liquido-vapore non ideale: fugacità, attività, coefficienti di fugacità, coefficienti di attività.

    Trasporto di materia:
    Problemi di trasporto con più di una variabile indipendente.
    Problemi di trasporto di calore e di materia accoppiati.
    I catalizzatori porosi: efficienza di un catalizzatore, modulo di Thiele.
    Modelli di reazioni eterogenee accoppiati al trasporto di materia e di calore.
    Dimensionamento di impianti in cui hanno luogo reazioni eterogenee.
    Trasporto di inquinanti nel suolo, accoppiamento del trasporto di materia ai modelli idraulici di avvezione e dispersione.
    Il trasporto di inquinanti in atmosfera: il modello gaussiano.
    Software applicativi per lo studio della dispersione di inquinanti in atmosfera

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    This course provides the student engineer for the energy and environment, and the student in civil engineering, the basic knowledge of the thermodynamics of non-ideal substances, the mass transfer phenomena with more than one independent variable, the models to study the heterogeneous reactions that underlie the design of treatment plants, in particular the incinerators, the models to study the heterogeneous catalysis on which many treatment plants are based, e.g. the plants for NOx treatement. Students are then provided with the basic concepts of the transport of pollutants both in the atmosphere and in porous matrices such as soils. The use of softwares for their implementation is required for passing the exam.

    Textbook and course materials

    "Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics", J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott - McGraw Hill

    "Transport Phenomena", B.R. Bird, W.E. Stewart, E.N. - Wiley

    "Chemical Reactions Engineering", O. Levenspiel - Wiley

    Course objectives

    Aim of the course is the acquisition of the skills to model and analyze problems in which the thermodynamics of non-ideal substances are involved. In addition, students must learn the methodology to treat the reactive mass transport in heterogeneous media and/or in conditions close to reality. Students will also learn the fundamentals of the pollutants transport in the atmosphere using simplified models and dedicated softwares.

    Prerequisites

    Thermodynamics, Heat and mass Transfer

    Teaching methods

    Oral lectures. Theory and exercises.

    Evaluation methods

    Written exam, which is a prerequisite of the oral exam.

    Other information



    Course Syllabus

    Thermodynamics:
    Constitutive equations of real gases.
    The virial equation, the principle of corresponding states.
    Enthalpy and entropic deviations from ideality: residual quantities and excess quantities.
    Real mixtures.
    Non-ideal liquid-vapor equilibrium: fugacity, activity, coefficients of fugacity, activity coefficients.

    Mass transfer:
    Transport problems with more than one independent variable.
    Problems of coupled heat and mass transfer.
    Porous catalysts: efficiency of a catalyst, Thiele's module.
    Models of heterogeneous reactions coupled to mass and heat transfer.
    Design of plants in which heterogeneous reactions take place.
    Transport of pollutants in the soil, coupling of the mass transfer to hydraulic models of advection and dispersion.
    The transport of pollutants into the atmosphere: the Gaussian model.
    Softwares for the study of the dispersion of pollutants into the atmosphere

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