Mariano Calatozzolo

Silvestro Natoli

Le nuove indicazioni ministeriali dell’indirizzo “Chimica,&nbsp;Materiali e Biotecnologie”&nbsp;articolazione&nbsp;“Chimica e Materiali” mostrano una tendenza alla compressione dei contenuti ispirandosi ad una logica di “razionalizzazione” delle risorse umane ed economiche anziché alle esigenze della società ed agli obiettivi del processo formativo. In particolare, sono state sacrificate 4 ore settimanali di materie di indirizzo, rendendo necessaria la soppressione di “Chimica-Fisica” per evitare un’eccessiva frammentazione delle discipline chimiche in relazione alle ore a disposizione. La nuova edizione del manuale accoglie queste indicazioni, assicurando una stretta connessione con la scansione dei programmi ministeriali ma, allo stesso tempo, gli argomenti centrali della disciplina sono sviluppati in maniera da consentire al docente di scegliere le conoscenze da trasmettere, tra tutte quelle indicate nelle indicazioni ministeriali, in base agli obiettivi formativi fissati e di sviluppare gli opportuni approfondimenti. Le principali novità riguardano i contenuti di “Chimica-Fisica” direttamente correlate alla disciplina di Tecnologie Chimiche che sono state incluse nel piano dell’opera. In particolare: <ul><li>lo studio degli equilibri tra fasi diverse che sono collegati alla trattazione di tutte le operazioni unitarie basate sul raggiungimento di condizioni di equilibrio tra fasi diverse;</li><li>lo studio della termodinamica e della cinetica chimica, ovvero i cardini teorici che consentono la corretta rappresentazione dei bilanci di materia e di energia e la definizione delle migliori condizioni operative di una reazione, sia per quanto riguarda le rese che le velocità di reazione.</li></ul>

1. Operare con le grandezze fisiche: il Sistema Internazionale

1.1 Il sistema internazionale

1.2 Il calcolo dimensionale e il principio di omogeneità

1.3 La conversione tra unità di misura

Glossario

Esercizi

2. Materiali per le tecnologie chimiche

2.1 Le caratteristiche meccaniche dei materiali

2.2 Gli acciai e le ghise

2.3 Materiali metallici non ferrosi

2.4 Materiali polimerici

2.5 Altri materiali

2.6 Uno sguardo al futuro: i nanomateriali

2.7 I processi corrosivi e la degradazione dei materiali

2.8 Prevenzione della corrosione

3. Le basi chimico-fisiche delle operazioni unitarie: diagrammi di stato e materiali

3.1 Gli equilibri di fase e i diagrammi di stato

3.2 Diagrammi di stato per soluzioni solide parzialmente miscibili

3.3 Il diagramma di stato ferro-carbonio

4. Stoccaggio e movimentazione dei solidi

4.1 Proprietà caratteristiche dei solidi

4.2 Stoccaggio dei solidi

4.3 Movimentazione dei solidi

5. Statica e dinamica dei liquidi

5.1 Statica dei liquidi

5.2 I liquidi in movimento

5.3 Dinamica dei liquidi ideali

5.4 I liquidi reali e le dissipazioni

5.5 Misura delle portate

6. Il trasporto dei liquidi

6.1 La prevalenza

6.2 Classificazione e campi d’impiego delle pompe

6.3 Pompe centrifughe

6.4 Pompe volumetriche

6.5 Pompe per applicazioni particolari

7. Stoccaggio e linee di trasporto dei fluidi

7.1 Stoccaggio dei fluidi

7.2 Tubazioni, elementi di linea, valvole

7.3 La direttiva "ped"

8. Separazione solido-liquido

8.1 La separazione solido-liquido

8.2 Il moto relativo dei solidi in un liquido

8.3 Impiego di flocculanti e polielettroliti

8.4 I sedimentatori

8.5 La filtrazione

8.6 La centrifugazione

9. Trattamenti delle acque grezze

9.1 Fonti di approvvigionamento delle acque grezze

9.2 Caratteristiche delle acque grezze

9.3 Requisiti per l’impiego delle acque

9.4 trattamenti delle acque

9.5 Adsorbimento su carboni attivi

9.6 Osmosi inversa

9.7 L'eliminazione dei gas disciolti

9.8 Cicli di trattamento completi

esercizi

10. Le basi chimico-fisiche delle operazioni unitarie: la teoria cinetica dei gas

10.1 Le leggi empiriche dei gas ideali

10.2 Il comportamento dei gas ideali secondo la teoria cinetico-particellare

10.3 Il comportamento dei gas reali

10.4 I diagrammi di andrews

11. Separazioni gas-solido e gas-liquido

11.1 Principi operativi e ambiti applicativi

11.2 Depolveratori inerziali

11.3 Separatori a umido

11.4 Depolveratori elettrostatici

11.5 Depolveratori a tessuto

12. Misura e controllo nei processi chimici

12.1 Generalità sul controllo automatico

12.2 Definizioni principali

12.3 L'anello di regolazione in retroazione

12.4 I controllori ed il controllo on-off

12.5 Rappresentazione degli anelli di regolazione

12.6 Gli elementi di misura

Appendici

Dizionario tecnico

Indice analitico

Bibliografia

Riferimenti

196 6   Il trasporto dei liquidi I valori ottenuti sono riassunti nella tabella seguente, ed i punti Fv, H sono riportati in Fig. 6.41. ASPIRAZIONE Fv (L/s) v (m/s) Tab. 6.1 MANDATA Re l Sy (m) v (m/s) TOTALE Re l Sy (m) Sy (m) H (m) 10 0,8 54412 0,023 0,3 2,2 88419 0,023 24,9 25,3 119,0 15 1,2 81618 0,022 0,7 3,3 132629 0,022 54,2 55,2 148,8 20 1,7 108824 0,021 1,3 4,4 176839 0,022 94,6 95,6 189,6 Fv Nass Fv Fv Fv Fig. 6.41 06c CAPITOLO_191-198_COLORE.indd 196 Curve caratteristiche di alcune pompe centrifughe. 27/04/12 11.42 

197 Esercizi Le parti tratteggiate delle curve caratteristiche delle pompe sono relative a rendimenti troppo bassi e non vanno considerati. Pertanto la curva caratteristica dell impianto interseca in zona utile le curve caratteristiche delle pompe contrassegnate con i numeri 07, 08, 10, 12, 14 e 15. Si sceglierà la pompa 12 che presenta il rendimento migliore. Il punto di funzionamento sarà pertanto: Portata Fv = 16,2 m3/h = 0,0045 m3/s; Prevalenza H = 158 m; Rendimento   = 65% = 0,65 Dobbiamo verificare per questa pompa la condizione relativa all NPSH. Calcolo perdite di carico in aspirazione Fv = 0,0045 m3/s v = 1,36 m/ssc Re = 88147 l = 0,021   Ltot Lreq Lceq   v 2 v2 + +     + 0,5   = 0,9 m  y asp =       d d   2 g 2 g   d Calcolo NPSHd   necessario calcolare la pressione in aspirazione della pompa applicando l equazione di Bernoulli tra la superficie del pozzo e la sezione di aspirazione. h1 + 2 Pasp v asp v2 P1 + 1 = hasp + + +  y asp   2g   2g Assumendo la superficie del pozzo come piano di riferimento e considerando nulla la velocità si ottiene: Pasp   2 v asp P = 1   hasp      y asp = 10, 33 m   4 m   0,09 m   0,9 m = 5, 3 m 2g   e per l NPSHd NPSHd = Pasp     Pv 2353 = 5, 3 m   m = 5,1 m   9800 Che risulta maggiore dell NPSHr di 2,0 m letto sulla parte del grafico relativa all NPSHr. Calcolo potenza utile e potenza assorbita Nu =     Fv   H = 9800 N/m 3   0,0045 m 3/s   158 m = 6,97 kW Nass = Nu 6,97 kW = = 10,72 kW   0,65 esercizio 4 La pompa sommersa in Fig. 6.42 deve sollevare acqua per una altezza di 6 m. Lungo 50 m di tubazione, di acciaio commerciale di diametro 50 mm, sono presenti 1 valvola di ritegno, 1 valvola di intercettazione a saracinesca ed 1 curva a 90° a medio raggio. Determinare il punto di funzionamento e la potenza assorbita, tenendo conto del diagramma di funzionamento seguente (v. Fig. 6.43). 06c CAPITOLO_191-198_COLORE.indd 197 30/07/12 15.30 

“Chimica, Materiali e Biotecnologie” con le nuove indicazioni ministeriali dell’indirizzo ispirandosi ad una logica di “razionalizzazione”

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Tecnologie chimiche industriali, Vol. 1

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