Insegnamenti

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Docente
SIMONE FERRARI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/77]  INGEGNERIA CHIMICA [77/00 - Ord. 2020]  PERCORSO COMUNE 9 90

Obiettivi

Il Corso fornisce le competenze necessarie per la comprensione dei principi fondamentali della Meccanica dei Fluidi e la capacità di comprensione della fenomenologia di flussi laminari e turbolenti e delle loro conseguenze energetiche e sulla miscelazione.
Gli obiettivi principali del corso sono:
• stimolare l’approfondimento delle conoscenze della Meccanica dei Fluidi finalizzate alle applicazioni industriali dell’Ingegneria Chimica;
• indurre la conoscenza e la corretta interpretazione dei principali fenomeni della Meccanica dei Fluidi che si incontrano nell’Ingegneria Chimica;
• fornire agli studenti una metodologia di interpretazione e calcolo concernente i bilanci di materia, quantità di moto, forze ed energia di fluidi nell’ambito dell’Ingegneria Chimica.
I risultati di apprendimento attesi sono:
• la capacità di applicare le conoscenze acquisite nella progettazione e nella pratica della modellazione e della analisi di processi che coinvolgono l'idrostatica e il moto dei fluidi in pressione;
• l’abilità di reperire e usare dati per formulare risposte a problemi ben definiti di tipo concreto o astratto;
• l’abilità di comunicare in merito ai fenomeni sopra descritti con i destinatari degli studi e delle simulazioni, e con chi sviluppa ed utilizza modelli di simulazione;
• la capacità di intraprendere studi più avanzati con una certa autonomia su particolari aspetti fenomenologici.
• la capacità di lavorare in gruppo.

Prerequisiti

Prerequisiti
Lo studente, prima di affrontare i contenuti del Corso di Meccanica dei Fluidi, deve accertarsi di possedere buone conoscenze di Matematica e Fisica (fondamentale la Meccanica). In particolare, è indispensabile conoscere, per una corretta comprensione degli argomenti del Corso, il calcolo vettoriale (somma e differenza di vettori, scomposizione di un vettore lungo direzioni assegnate, calcolo di modulo e direzione di un vettore note le componenti, il prodotto scalare e vettoriale), la trigonometria, i concetti di funzione (anche a più variabili), limite, derivata e integrale, le grandezze fisiche (lunghezza, tempo, velocità, accelerazione, massa, forza, energia, potenza) e le loro unità di misura; è importante conoscere i principi fondamentali della meccanica; è utile conoscere i concetti di momento statico e momento d’inerzia.
Propedeuticità
Matematica 1; Matematica 2; Fisica 1.

Contenuti

Il Corso è diviso in due parti principali: nella prima parte (Cinematica e Dinamica) si ricavano le equazioni che, nella seconda parte, vengono applicate ad una serie di casi d’interesse per l’ingegnere chimico.
• Cinematica e Dinamica dei fluidi comprimibili [18h Lez. + 3h Sem. + 8h Es. + 3h Lab.]
• Idrostatica [6h Lez. + 8h Es.]
• Moti potenziali [6h Lez. + 2h Sem. + 2h Es.]
• Strato Limite Laminare, equazione di Prandtl, separazione dello strato limite [4h Lez.]
• Turbolenza, equazioni di Reynolds, chiusure della turbolenza e Strato Limite Turbolento [8h Lez. + 3h Sem. + 1h Es.]
• Equazioni delle correnti, correnti in pressione, perdite di carico distribuite e concentrate [8h Lez. + 2h sem. + 8h Es.]

Metodi Didattici

Le lezioni saranno organizzate in modo che gli studenti siano stimolati a partecipare attivamente al raggiungimento delle conclusioni, anche attraverso il richiamo di quanto già studiato nei corsi precedenti o svolto in questo corso. Inoltre, se rese possibili dalla situazione epidemiologica, verranno svolte durante il corso sia esercitazioni in aula che in laboratorio. In particolare, le esercitazioni in aula saranno organizzate in piccoli gruppi e relative alla risoluzione, sia teorica che numerica, di problemi pratici della Meccanica dei Fluidi relativi all’Ingegneria Chimica. In modo analogo verranno svolte le esercitazioni in laboratorio.
In particolare, le ore di lezione sono così suddivise:
• lezioni frontali: 50 h;
• seminari: 10 h;
• esercitazioni in aula 27 h;
• esercitazioni in laboratorio (se rese possibili dalla situazione epidemiologica) 3 h.
La didattica, se reso possibili dalla situazione epidemiologica, verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo.

Verifica dell'apprendimento

L’esame finale consiste in una prova orale con 3 domande, una o due riguardanti una dimensionamento/verifica, una o due di teoria. Obiettivo della prova orale è la valutazione delle conoscenze acquisite, in particolare in termini di comprensione delle applicazioni ingegneristiche delle conoscenze, e della capacità di applicarle ad un caso pratico “aperto”, cioè in cui non tutte le variabili sono fissate e le opzioni decisionali sono lasciate allo studente (che deve avere le capacità di discuterle e motivarle).
Per ottenere una valutazione dal 18/30 al 21/30, lo studente deve dimostrare una conoscenza sufficiente degli argomenti fondamentali ed essere in grado almeno di impostare correttamente e risolvere un semplice problema tra quelli svolti a lezione.
Per ottenere una valutazione dal 22/30 al 24/30, lo studente deve dimostrare una conoscenza discreta di tutti gli argomenti oggetto d’esame ed essere in grado di risolvere un problema simile a quelli svolti a lezione.
Per ottenere una valutazione dal 25/30 al 27/30, lo studente deve dimostrare una conoscenza buona di tutti gli argomenti oggetto d’esame e delle loro applicazioni, oltre ad essere in grado di risolvere un problema non affrontato a lezione.
Per ottenere una valutazione dal 28/30 al 30/30 con lode, lo studente deve dimostrare una conoscenza ottima di tutti gli argomenti oggetto d’esame, con la capacità di individuare autonomamente le implicazioni pratiche degli argomenti stessi, ed essere in grado di risolvere in maniera autonoma e brillante un problema non affrontato a lezione.

Testi

Testi di riferimento:
• G.Querzoli, Dispense di Idraulica, scaricabili da: http://pcque.unica.it/dispense/IdraulicaVO.PDF
• Y.A.Cengel e J.M.Cimbala, Meccanica dei Fluidi, McGraw-Hill;
Testi per approfondimenti:
• B.R.Munson, T.H. Okiishi, e A.P. Rothmayer, Meccanica dei Fluidi, Città Studi Edizioni;
• J.O.Wilkes, Fluid Mechanics for Chemical Engineers, Prentice Hall;
• N.de Nevers, Fluid Mechanics for Chemical Engineers, McGraw-Hill.
Testi di riferimento per gli esercizi:
• Esercizi svolti e slide mostrate a lezione scaricabili da: https://www.unica.it/unica/page/it/simoneferrari_MAT_corso_di_meccanica_dei_fluidi_9_cfu
Testi per approfondimenti sugli esercizi:
• G.Alfonsi e E.Orsi, Problemi di Idraulica e Meccanica dei Fluidi, Casa Editrice Ambrosiana;
• S.Longo e M.G.Tanda, Esercizi di Idraulica e di Meccanica dei Fluidi, Springer.

Altre Informazioni

Le slide proiettate a lezione, esercizi svolti, esercizi con traccia, collegamenti a siti web e codici utilizzati a lezione e altro materiale di supporto alla didattica sono disponibili sul dito del docente, alla pagina https://www.unica.it/unica/page/it/simoneferrari_MAT_corso_di_meccanica_dei_fluidi_9_cfu

Questionario e social

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