Testi delle tesine di gruppo - e

Tesine 2016-17
Le tesine andranno svolte utilizzando il simulatore di processo PRO-II; per la presentazione delle tesine è
preferibile portare il proprio portatile, ma sarà comunque disponibile un computer con PRO-II versione 9.1.
Tesina singola
Consiste nel dimensionamento di un apparecchio a fascio tubiero (scambiatore di calore, condensatore o
ribollitore) rispettando le specifiche fornite: temperatura/stato fisico finale e perdite di carico dei fluidi.
La tesina singola viene assegnata subito prima della prova orale e va svolta in 1 h.
Tesina di gruppo
Consiste nella predisposizione di uno schema estratto a sorte tra le 4 tipologie riportate qui sotto, rispettando le
specifiche assegnate. I gruppi sono formati da 2 persone: la tesina va presentata in qualunque data prima
dell’esame orale, dai componenti del gruppo, prendendo appuntamento con qualche giorno di anticipo; le tesine
assegnate nel 2016-17 vanno comunque presentate entro il 30.4.2018. Ad entrambi i componenti del gruppo
verrà assegnato lo stesso voto; chi decidesse di rinunciare al voto dovrà presentare una tesina singola.
1. Evaporazione a multiplo effetto
Una portata di 20 000 kg/h di una soluzione acquosa del composto A, che si trova alla temperatura TINIZ deve
essere concentrata dalla concentrazione iniziale CINIZ alla concentrazione finale CFIN, in un sistema a triplo
effetto, con la condizione che gli evaporatori presentino la medesima superficie di scambio termico (±5 %) .
Come utilities sono disponibili vapore d’acqua a bassa pressione e acqua industriale. Il coefficiente di scambio
termico globale si può calcolare dalla:
UD = 1500∙(1-c) ∙(1.15 + 0.35∙P)
UD = coefficiente di scambio termico globale (W/m2°C); c = concentrazione della soluzione (frazione in
massa); P = pressione nell’evaporatore (atm).
2. Ciclo frigorifero
Tre diverse correnti del composto A, di portata rispettivamente pari a wp1, wp2 e wp3, in condizioni di vapore
saturo, vengono condensate, rispettivamente alle temperature TCOND1, TCOND2 e TCOND3, utilizzando un fluido
frigorifero che lavora in un ciclo a compressione. Scegliere il fluido frigorifero e il fluido da utilizzare come
refrigerante al condensatore del circuito frigorifero, fissandone le condizioni operative (pressione, temperatura
stato fisico), predisporre lo schema e calcolare la potenza richiesta dal compressore.
3. Integrazione termica
Va effettuata l’integrazione termica tra tre correnti calde (H1, H2 e H3), che vanno raffreddate, e due fredde
(C1 e C2), che vanno riscaldate. Le specifiche di ogni corrente (composizione, portata, temperatura e stato fisco
iniziale e finale) sono riportate nella tabella dei dati della tesina. Come utilities sono disponibili olio termico,
vapore d’acqua a media e bassa pressione e acqua industriale. Occorre predisporre:
 la curva composita, con indicazione del punto di pinch e del T minimo assunto;
 lo schema su simulatore degli scambi termici tra correnti di processo, comprensivo di eventuali utilities,
che rispetti le temperature finali delle correnti di processo (usare gli scambiatori di calore semplificati);
 una tabella riassuntiva con indicazione, per ogni apparecchio di scambio termico dello schema di: duty,
temperature delle correnti entranti e uscenti, TML, tipologia (1-1, 1-n, 2-n), FT, valore di UD assunto e
stima della superficie di scambio termico.
4. Distillazione
Una portata di 20000 kg/h di una miscela liquida costituita dai composti A, B, C, D, con composizione molare
iniziale xA, xB, xC, xD deve esser separata per distillazione in modo da ottenere ognuno dei componenti con una
purezza minima del 98% in moli. La temperatura iniziale della miscela è quella di saturazione alla pressione a
cui lavora la prima colonna. Come utilities sono disponibili olio termico, vapore d’acqua ad alta, media e bassa
pressione e acqua industriale.