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

234 7   Stoccaggio e linee di trasporto dei fluidi entità, scaricherebbero tensioni elevatissime sulle tubazioni, fino a provocarne la rottura. Sono un tipo di giunto che si rende necessario per quelle tubazioni che trasportano fluidi a temperatura alquanto diversa da quella a cui la tubazione è stata montata, generalmente quella dell ambiente. La dilatazione più rilevante è quella in senso longitudinale che si può calcolare dalla formula: (7.9)  L =     L    T Dove:  L = dilatazione della tubazione (m);   = coefficiente di dilatazione lineare del materiale (1/°C); L = lunghezza della tubazione al montaggio (m);  T = variazione di temperatura rispetto a quella di montaggio. a) Fig. 7.28 b) Giunti compensatori di dilatazione: a) a lira; b) a  U . La presenza lungo le linee di curve e gomiti permette di assorbire dilatazioni longitudinali molto piccole tramite minime flessioni dei tratti in cui cambia direzione la linea. Con questo principio operano i giunti  a lira  o a  U , come illustrato in Fig. 7.28. In questo caso l allungamento (e la contrazione) si traducono in una deformazione non critica del tratto curvilineo. I giunti a cannocchiale sono costituiti da tratti di tubo coassiali che possono scorrere l uno nell altro in senso assiale. In quelli a soffietto, un opportuno soffietto può dilatarsi o contrarsi, sia liberamente, sia, più spesso, in modo vincolato, per compensare o spostamenti longitudinali o, in quelli a cerniera, spostamenti trasversali (v. Fig. 7.29). a) b) c) f) e) d) Guarnizione Movimento della tubazione Fig. 7.29 Giunti compensatori di dilatazione: a) a soffietto non vincolato; b) a soffietto a movimento assiale; c) a soffietto incernieriato per movimenti trasversali; d) a soffietto con interno in PTFE; e) a cannocchiale; f) a cannocchiale, schema. 07a CAPITOLO_199-242_COLORE.indd 234 27/04/12 11.49 

235 7.2   Tubazioni, elementi di linea, valvole I giunti a lira o a  U  offrono le migliori prestazioni, ma sono ingombranti; quelli a cannocchiale hanno bisogno di guarnizioni di tenuta; quelli a soffietto tollerano poco la presenza di solidi che possono accumularsi tra le pieghe del soffietto danneggiandolo. esempio 7.10 Una tubazione è costruita in acciaio al carbonio con coefficiente di dilatazione   = 1,2   10 5 °C 1 e la massima temperatura di esercizio è di 160°C. Calcolare quanti giunti di dilatazione bisogna interporre in un tratto rettilineo di 800 m se ogni giunto può compensare fino a 8 cm. Consideriamo che l installazione sia avvenuta a una temperatura di 20°C, per cui si considera  T = 160   20 = 140°C Per la (7.9) la dilatazione termica corrispondente è:  L =     L    T = 1,2   10 5 °C 1   800 m   140°C = 1,344 m Quindi sono necessari: 134,4 cm/8 cm = 16,8   17 giunti di dilatazione. n Raccordi. Hanno la funzione di cambiare la geometria della tubazione. Possono essere a saldare, filettati per i piccoli diametri, flangiati (v. Tab. 7.11). Modificano la direzione del fluido: gomiti a 30°, 45°, 90°, raccordi a U (180°). 90° 45° 180° Uniscono o suddividono il fluido su più linee: raccordi a T, a Y, a croce. Modificano il diametro della tubazione: riduttori concentrici, eccentrici. Concludono una linea: tappi. Creano punti di prelievo: nipple e boccole. Tab. 7.11 Esempi di raccorderia per tubazioni. 07a CAPITOLO_199-242_COLORE.indd 235 27/04/12 11.49 

“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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