Impianti chimici/Operazioni unitarie
Wikibooks, manuali e libri di testo liberi.
Indice |
[modifica] Definizione di operazione unitaria
Un'operazione unitaria è l'elemento base con cui si costruiscono i processi. I processi sono rappresentati come sequenze di operazioni unitarie attraverso schemi di flusso o flow-sheet.
[modifica] I bilanci
Un bilancio può essere riferito ad una specifica quantità fisica, ad esempio: materia, energia, quantità di moto.
Inoltre il bilancio deve essere riferito ad una porzione di spazio ben definita (il cosiddetto "volume di controllo") e a un ben definito intervallo di tempo.
In generale un bilancio può scriversi come:
- accumulo = quantità in entrata + quantità generata - quantità in uscita
o in formule:
Allo stato stazionario, per definizione tutti i valori delle proprietà di un sistema non dipendono dal tempo, ma solo dalla posizione, per cui il termine di accumulo è in questo caso nullo.
[modifica] Bilancio di materia
Nel caso in cui non avvengano reazioni nucleari o reazioni chimiche, vale il principio di conservazione della massa, per cui il termine di generazione di materia risulta nullo.
Nel caso in cui all'interno dell'apparecchiatura abbiamo più componenti, il bilancio di materia può essere riferito ad un singolo componente oppure a tutti i componenti della miscela.
[modifica] Bilancio di energia
Dalla fisica classica sappiamo che in un sistema qualsiasi l'energia totale è composta da:
- energia interna EU, caratterstica del sistema
- energia cinetica EK, funzione della velocità di spostamento del sistema
- energia potenziale EP, funzione della posizione o dello stato del sistema
e che in assenza di forze esterne, l'energia totale è costante:
- Etot = EU + EK + EP = [costante]
Nelle applicazioni di ingegneria chimica i contributi dell'energia potenziale e cinetica sono spesso trascurabili rispetto all'energia interna.
