Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, delle Infrastrutture e dell'Energia Sostenibile - Università Mediterranea di Reggio Calabria - Didattica

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FONDAMENTI CHIMICI E RISCHI DEI PROCESSI DI COMBUSTIONE

Corso

Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio

Curriculum

PRODUZIONE DI ENERGIA A BASSO IMPATTO AMBIENTALE

Orientamento

Anno Accademico

2019/2020

Crediti

Settore Scientifico Disciplinare

CHIM/07

Anno

Secondo anno

Unità temporale

Secondo semestre

Ore aula

Attività formativa

Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Docente

ANDREA DONATO

Obiettivi

Il corso si pone come obiettivo lo studio dei concetti di base legati alla produzione energetica e alla salvaguardia ambientale. In particolare nel programma verranno richiamati alcuni concetti base di chimica fisica e di chimica organica, queste nozioni sono essenziali per la comprensione dei processi che stanno alla base delle problematiche legate sia alla produzione energetica e che alla salvaguardia ambientale. Lo studente attraverso lo studio di esempi pratici sarà capace di valutare e risolvere problemi connessi ai processi di combustione e alle tecnologie necessarie per garantire il funzionamento di impianti civili ed industriali nelle condizioni di sicurezza.

Conoscenza e comprensione:
a seguito del superamento dell’esame, lo studente acquisisce le nozioni e i principi fondamentali che sono necessari per lo sviluppo dei processi di produzione energetica e per la salvaguardia ambientale in condizioni di sicurezza.

Capacità di applicare conoscenze:
In particolare lo studente attraverso lo studio di esempi pratici sarà capace di valutare e risolvere problemi connessi ai processi di combustione e alle tecnologie necessarie per garantire il funzionamento di impianti civili ed industriali nelle condizioni di sicurezza.

Autonomia di giudizio:
per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza e la correttezza delle risposte fornite.

Abilità comunicative:
è in grado di illustrare i principi teorici e le modalità operative per operare in condizioni di sicurezza che sono alla base del fenomeno illustrato.

Capacità di apprendimento:
a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia le problematiche connesse con il fenomeno osservato.

Modalità di accertamento e valutazione:
La modalità di esame e di valutazione consiste:
- in una prova orale, volta ad accertare la comprensione degli aspetti teorici delle problematiche chimico fisiche che regolano il comportamento dei materiali in genere e dei sistemi elettrochimici, voto massimo 30/30.

Ai fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello di nozioni elementari di base. E’ attribuito invece un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente possegga competenze discrete. E’ attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente dimostri buone competenze. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti può essere attribuita la lode.

Programma

La termodinamica della combustione:
Generalità sulle reazioni di combustione. Cenni di termochimica. La combustione in aria. Meccanismo reazioni di combustione. La velocità laminare di combustione e velocità del fronte di fiamma. La temperatura adiabatica di fiamma. I combustibili convenzionali. Dati termodinamici e metodi di stima. Il triangolo della combustione.

Infiammabilità di gas e polveri
Limiti di infiammabilità. Regola di Le Chatelier. Limiti di infiammabilità in funzione di temperatura e pressione.

Infiammabilità di liquidi
Limiti di infiammabilità e tensione di vapore. Punto di infiammabilità e punto di combustione. Punto di infiammabilità di miscele. Pericoli derivanti dai combustibili liquidi. Limiti di esplosione delle nebbie.

Processi di inertizzazione
La penisola di infiammabilità. Concentrazione minima di ossigeno

Cause d'innesco
Introduzione. Energia minima di innesco. Temperatura di autoaccensione
Infiammabilità e sorgenti d'innesco
Fiamme. Materiali incandescenti. Saldatura e taglio. Attrito e urto. Superfici calde. Compressione adiabatica. Sostanze piroforiche. Elettricità statica. Lavorazioni con liquidi infiammabili.

Violenza delle esplosioni
Generalità sugli incendi in spazi confinati o semiconfinati. Incendio di GPL e tossicità del monossido di carbonio. Stima del CO emesso. Tossicità dell'ossido di carbonio. Valutazione delle conseguenze.
Energia di accensione e sorgenti di innesco. Limiti di esplosività. Esplosività delle polveri.

Fenomeni di deflagrazione e detonazione
Esempi pratici
Trasporto di liquidi mediante tubazioni o tubi flessibili. Riempimento e svuotamento di fusti per gravità. Trasferimento da fusti di liquidi infiammabili mediante pompe. Carico di reattori con liquidi infiammabili. Operazioni eseguite sul passo d'uomo aperto di un reattore. Manipolazione di polveri in presenza di vapori infiammabili. Caricamento di polveri quando non si può mantenere un'atmosfera inerte

Testi docente

Materiale didattico: dispense distribuite dal docente
Testi/Bibliografia
Handbook of green chemistry and technology, Eds J. Clark and D. Macquarrie, Blackwell Science Ltd, Oxford, 2002
Safety and security review for the process industries: Application of PHA, What if and Hazop; D.P Nolan, Wiliam Andrew Inc., New York (USA) 2008.
Chimica Ambientale, Colin Baird, Ed. Zanichelli.

Erogazione tradizionale

Sì

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Valutazione prova scritta

Valutazione prova orale

Sì

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Valutazione tirocinio

Valutazione in itinere

Prova pratica