Istituto Tecnico Industriale Statale “E. Fermi”
ANNO SCOLASTICO 2015/2016 CLASSE IV D
TECNOLOGIE CHIMICHE E DISEGNO – PROGRAMMA SVOLTO
Prof. Turci Lorenzo Prof. Di Ciano Elena
MODULO 1
Vapore d’acqua come fluido di scambio termico
Studio del diagramma di Andrews e del diagramma T, Q .
Calcolo calore (entalpia).
Trasmissione di calore
Conduzione, legge di Fourier per pareti semplici e composte, piane e cilindriche. Significato del coefficiente di
conducibilita` K.
Convezione e coefficiente di pellicola h.
Scambio totale di calore, coefficiente totale di scambio U e UD . Calcolo del calore scambiato.
Calcolo del ΔT medio-logaritmico nel caso di equicorrente, controcorrente e correnti indifferenti.
Cenni all’irraggiamento.
Bilanci di materia e di energia
MODULO 2
Scambiatori di calore.
Scambiatori a tubi concentrici (hairpin)
Scambiatori a fascio tubiero, testa fissa, flottante, a chioma. Parti accessorie, diaframmi, piastre, disposizione
dei tubi.
Bilancio entalpico allo scambiatore.
Dimensionamento dello scambiatore fino al numero dei tubi.
Condensatori a superficie e a miscela.
Elementi di controllo e di regolazione applicati agli scambiatori.
Schemi di impianti con scambio termico e recupero di calore.
MODULO 3
Evaporazione
Studio del fenomeno dell’ebollizione. Legge di Clausius-Clapeyron. Effetto ebullioscopico.
Tipi di evaporatori: a tubi corti e lunghi, circolazione naturale e forzata.
Schema di un evaporatore con controlli automatici, a pressione atmosferica e sotto vuoto.
Bilanci di materia ed entalpia con esercizi di calcolo per il dimensionamento delle apparecchiature.
Apparecchiature accessorie: condensatore, tubo barometrico, scaricatori di condensa, sistemi per creare e
mantenere il vuoto.
Multiplo effetto e termocompressione: cenni.
Elementi di controllo e di regolazione applicati agli evaporatori.
Schemi di impianti.
Programma Svolto – Classe IV D
1
Istituto Tecnico Industriale Statale “E. Fermi”
MODULO 4
Essiccamento
Definizione delle grandezze fondamentali dell’igrometria, studio ed uso del diagramma igrometrico.
Metodi per rendere l’aria siccativa.
Essiccamento diretto dei solidi con aria calda, bilancio ponderale e termico con esercizi di calcolo.
Cenni a schemi e apparecchiature per l’essiccamento diretto dei solidi.
Elementi di controllo e di regolazione del processo.
Schemi di impianti di essiccamento.
MODULO 5
Termodinamica e cinetica delle reazioni chimiche
Primo, secondo e terzo principio
Studio termodinamico delle reazioni possibili.
ΔH, ΔH° (definizione qualitativa).
ΔS, ΔS° (definizione qualitativa).
ΔG° (definizione qualitativa e verifica delle possibili combinazioni dei segni tra ΔH° e ΔS°). Confronto tra ΔG e
ΔG°.
Significato termodinamico delle condizioni standard (definizione della Kp)
Importanza termodinamica delle variabili operative.
Temperatura (aspetti qualitativi e quantitativi, equazione di Van’t Hoff e diagrammi risultanti, esempi di
reazioni industriali).
Pressione (aspetti qualitativi e quantitativi, relazioni tra Kp e Kx, influenza degli inerti ).
Azione di massa (aspetti qualitativi e quantitativi, esempi di reazioni industriali).
Cinetica e catalizzatori.
Meccanismi di reazione e velocità di reazione.
Teoria degli urti (molecolarita` delle reazioni).
Energia di attivazione (diagrammi Ep/cdr , cenni sullo stato di transizione).
Velocità della reazione (concentrazione, temperatura, costante di velocità, formula di Arrhenius)
Catalisi e catalizzatori industriali.
Principio di funzionamento del catalizzatore .
Catalisi eterogenea.
Classificazione dei catalizzatori.
Cocatalizzatori e protettori strutturali .
Avvelenamento, invecchiamento, sinterizzazione
Reattori industriali
Principali reattori per reazioni con catalisi eterogenea e confronti.
Reattori a tino (CSTR ed STR) e con flusso a pistone (PFR)
Programma Svolto – Classe IV D
2
