I. I.S. GASTALDI – ABBA PROGRAMMA DI TECNOLOGIE CHIMICHE INDUSTRIALI anno scolastico 2015/2016 CLASSE IV AC Docenti: Proff. Loredana Riccardi - Giancarlo Conti - I fondamenti chimico –fisici delle operazioni unitarie: il primo principio della termodinamica: definizioni e concetti fondamentali; temperatura e calore: il principio zero; energia interna e primo principio della termodinamica; il calore specifico; l’entalpia; applicazioni del primo principio - Bilanci di materia ed energia: equazione di bilancio ed i principi di conservazione; bilanci di materia e bilanci di energia. - Lo scambio termico: equazioni di trasferimento; trasferimento di calore per conduzione: equazione di Fourier per superfici piane, per superfici piane composte e cilindriche; trasferimento di calore per convezione: l’analisi dimensionale e i coefficienti di pellicola in casi particolari; trasferimento di calore per irraggiamento; scambiatori di calore a doppio tubo (hairpin): scambio in equicorrente e in controcorrente, calcolo della temperatura media logaritmica; scambiatori di calore a fascio tubiero, a testa flottante, a chioma, a piastre, ad aria, refrigeranti a pioggia; calcolo della superficie di scambio; i condensatori; il vapore ed il trasferimento di energia termica; l’isolamento termico; il controllo della temperatura negli scambiatori termici. Osservazione, in laboratorio, di uno scambiatore a fascio tubiero. - I fondamenti chimico –fisici delle operazioni unitarie: il secondo e il terzo principio della termodinamica: le macchine termiche; secondo principio: gli enunciati di Kelvin-Planck e Clausius; il ciclo di Carnot; l’entropia e il terzo principio; diagrammi entropici; energia libera, energia di Gibbs. - Il trasporto dei gas: il lavoro di compressione; le apparecchiature per il trasporto dei gas ( cenni); macchine da vuoto. - I fondamenti chimico –fisici delle operazioni unitarie: i diagrammi di fase: i diagrammi di fase di sostanze pure (l’acqua); evaporazione ed ebollizione di sostanze pure; l’equilibrio liquido-vapore nelle soluzioni. - Evaporazione: aspetti generali della concentrazione; impianti di evaporazione a singolo effetto; il comportamento reale delle soluzioni; gli impianti a multiplo effetto e loro bilanci e dimensionamento; tipi di evaporatori e apparecchiature ausiliarie; evaporazione per ricompressione meccanica del vapore. Schemi di controllo negli impianti di evaporazione. - Cristallizzazione: solubilità e temperatura; bilanci di materia nel caso di formazione di un precipitato; resa di cristallizzazione; apparecchiature per la cristallizzazione. - Essiccamento: generalità; umidità assoluta e relativa; calore specifico, entalpia e volume specifico dell’aria umida; parametri termometrici dell’aria umida; il diagramma igrometrico; le trasformazioni dell’aria umida; le caratteristiche interne dei solidi umidi; bilanci ponderali e termici, utilizzo del diagramma igrometrico nei bilanci; apparecchiature usate nell’essiccamento; la liofilizzazione. - I fondamenti chimico –fisici delle operazioni unitarie: cinetica chimica, catalisi, reattori: velocità di reazione, molecolarità ed ordine di reazione, stechiometria e velocità di reazione; velocità di reazione reversibili; velocità di reazione e temperatura; la velocità di reazione al variare di concentrazione e temperatura; catalisi e catalizzatori; i reattori continui e discontinui; reattori PFR e CSTR e il controllo di temperatura; i reattori a letto fluido. - Reazioni di combustione: combustibili e comburenti; tipi di combustibili; potere calorifico inferiore e superiore; calcolo dell’aria pratica e teorica. - Idrogeno e gas di sintesi: proprietà dell’idrogeno; chimica dei processi; steam reforming; (appunti) - La sintesi dell’ammoniaca: appunti Per tutte le operazioni è stata eseguita la rappresentazione in simbologia UNICHIM di esempi di applicazioni con la strumentazione necessaria e in regolazione automatica per la quale, riprendendo la parte svolta al terzo anno, sono stati fatti esempi applicativi. Per tutte le operazioni sono state svolte esercitazioni di calcolo riguardanti i bilanci di materia e di energia. I Docenti: Genova, 06/06/2016 Gli Alunni: