Paniere di Fenomeni di trasporto - Risposte multiple e aperte

L'espressione di Colburn-Chilton è indipendente dal fattore di attrito

La teoria del film è valida per elevati numeri di Reynolds e di Peclet

L'espressione di Colburn-Chilton può essere applicata anche quando il numero di Prandtl è maggiore di 0.5

È una analogia tra lo scambio termico e quello di quantità di moto che permette di determinare uno dall'altro.

02. Lo spessore dello strato limite termico è minore di quello della quantità di moto quando:

il numero di Reynolds è elevato e il numero di Prandtl è minore di uno

Il numero di Peclet termico è maggiore del numero di Reynolds

nessuna delle altre

Il numero di Peclet è molto piccolo

03. Quale affermazione non è corretta?

Lo scambio termico convettivo è prevalente fuori dallo strato limite termico quando il numero di Peclet termico è elevato

Lo scambio termico conduttivo nello strato limite termico è trascurabile quando il numero di Prandtl è molto elevato

Il numero di Nusselt dello strato limite termico è circa unitario quando il numero di Peclet è molto piccolo

Lo strato limite termico non è presente quando il numero di Peclet termico è molto piccolo

04. L'analogia di Colburn-Chilton

è valida anche per piccoli valori del numero di Reynolds

nessuna delle altre

è valida per valori del numero di Prandtl maggiori di 0.5

permette di determinare il numero di Nusselt dal fattore di attrito e non il viceversa

05. Quale affermazione è corretta?

Il numero di Nusselt nello strato limite termico è indipendente dal numero di Peclet

Lo strato limite termico è presente anche per piccoli numeri di Peclet

Il numero di Nusselt nello strato limite termico può essere minore di 1 per piccoli numeri di Reynolds

Lo spessore dello strato limite termico dipende dal numero di Peclet

06. Lo spessore dello strato limite termico è maggiore di quello della quantità di moto quando:

Il numero di Peclet termico è maggiore del numero di Reynolds

Il numero di Reynolds è molto piccolo

il numero di Reynolds è elevato e il numero di Prandtl è minore di uno

nessuna delle altre

07. Lo strato limite termico:

nessuna delle altre

è caratterizzato da flussi termici diffusivi trascurabili

si forma per valori bassi del numero di Peclet termico

ha un profilo di temperatura uniforme

08. Spiegare l'analogia di Colburn-Chilton

09. Descrivere la relazione tra lo strato limite termico e lo strato limite della quantità di moto

© 2016 - 2021 Università Telematica eCampus - Data Stampa 11/10/2021 22:15:09 - 34/50

Set Domande: FENOMENI DI TRASPORTO

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Tomassetti Sebastiano

10. Descrivere lo strato limite termico

8. L'analogia di Colburn-Chilton è una analogia tra lo scambio termico e di quantità di moto la quale, una volta noto uno dei due

permete di determinare l'altro.

La versione più semplice è la teoria del film e si riferisce agli strati limite di quantità di moto e di energia termica che si formano

a contatto di una parete da parte di un fluido che la sfiora con numeri di Re e Peclet molto elevati.

9. Se il numero di Re è molto elevato ci sono due strati limite in prossimità del corpo sfiorato dal fluido:

lo strato termico e lo strato limite della quantità di moto.

Lo strato limite della quantità di moto si determina a prescindere dalla temperatura e ha uno spessore= L*Re^-1/2

Invece lo strato limite termico può essere all'interno di quello della quantità di moto o all'esterno, a seconda delle condizioni:

-esterno, quando Pe<Re, Pr<1

-interno, quando Pe>Re, Pr>1

Nel caso in cui Re è molto piccolo, lo strato limite della quantità di moto non c'è.

Se anche il numero di Peclet è molto piccolo, non c'è lo strato termico e c'è solo il flusso termico conduttivo.

Se il numero di Peclet è molto grande c'è uno strato limite termico.

10. Lo strato limite termico è un piccola regione vicino alle pareti del corpo, di un certo spessore, in corrispondenza della quale

si ha una brusca variazione di una grandezza fisica, che può essere la velocità, la temperatura, o la concentrazione.

© 2016 - 2021 Università Telematica eCampus - Data Stampa 11/10/2021 22:15:09 - 35/50

Set Domande: FENOMENI DI TRASPORTO

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Tomassetti Sebastiano

Lezione 029

01. L'equazione di conservazione delle moli di un componente i-esimo in una miscela:

nessuna delle altre

è indipendente dal tempo

presenta un termine che rappresenta la divergenza dal flusso molare del componente

è indipendente dalle moli del componente 'generate' per unità di volume e di tempo

02. Quale affermazione non è corretta?

Il coefficiente di diffusione binaria di un componente in un altro è uguale a quello del secondo componente nel primo

Il flusso massico di un componente di una miscela è indipendente dalla diffusione massica

Il numero di moli totali di una miscela non si conserva

La velocità molare media di una miscela è diversa dalla velocità massica media della miscela

03. Nell'approccio usato in ingegneria chimica, il flusso molare del componente i-esimo di una miscela:

presenta un termine definito dall'equazione di Fick

è indipendente dalla diffusione del componente

è indipendente dal coefficiente di diffusione binaria

dipende dalla velocità media molare del componente stesso

04. All'interfaccia tra due fasi:

il rapporto di partizione è indipendente dalle condizioni termodinamiche

il flusso massico è discontinuo

le composizioni di un componente nelle due fasi sono diverse

le composizioni di un componente nelle due fasi sono sempre uguali

05. Quale affermazione non è corretta?

La legge di Fick esprime la tendenza a restaurare l'equilibrio chimico

La diffusione nel trasporto di massa è un fenomeno irreversibile

Per le miscele liquide conviene usare le grandezze molari

Nel caso diluito, velocità media della miscela coincide con quella del solvente

06. Ricavare l'equazione di conservazione della massa di un sistema multicomponente

07. Definire il flusso molare di un componente in sistema multicomponente secondo l'approccio usato in ingegneria chimica

08. Descrivere le condizioni al contorno nel trasporto di massa

7. In ingegneria cimica si utilizza un approccio dove si scorpora, in due parti, il flusso molare del componente relativo al numero

di moli che attraversano l'unità di superficiente nell'unità di tempo Na=cava :

Na= cava= cav* + Ja, dove v* è la velocità molare media

si ricava Ja=ca(va-v*) e indica come il flusso relativo Ja è dovuto al fatto che le molecole di tipo a possono avere

una velocità media diversa dalla velocità media della miscela.

Nel caso di miscela binaria, allo stesso modo si può scrivere il flusso di B come:

Nb=cbv* + Jb

sommando Na+Nb= cv*, si dimostra che la somma dei flussi relativi deve essere nulla Ja=-Jb

8. Le condizioni al contorno nel trasporto di massa, più comuni sono:

-concentrazione fissata

-flusso fissato

-il flusso massico viene imposto continuo ma le composizioni delle due fasi sono diverse tra loro determinando un

rapporto di partizione alfa

-alle interfacce solido-liquido si applica la legge di newton, dove il flusso alla parete è proporzionale alla differenza tra la

concentrazione alla parete e quella nel fluido lontano da essa © 2016 - 2021 Università Telematica eCampus - Data Stampa 11/10/2021 22:15:09 - 36/50

Set Domande: FENOMENI DI TRASPORTO

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Tomassetti Sebastiano

Lezione 030

01. Il flusso molare di una specie A in un film stagnante in condizioni stazionarie:

è inversamente proporzionale alla differenza di concentrazione di A nel film

è costante

nessuna delle altre

è indipendente dal coefficiente di diffusione binaria

02. Il numero di Sherwood è:

è il rapporto tra il flusso molare (o massico) diffusivo e quello totale

è inversamente proporzionale al coefficiente di diffusione binaria

nessuna delle altre

espresso in metri © 2016 - 2021 Università Telematica eCampus - Data Stampa 11/10/2021 22:15:09 - 37/50

Set Domande: FENOMENI DI TRASPORTO

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Tomassetti Sebastiano

Lezione 031

01. Il numero di Sherwood per la diffusione con reazione chimica omogenea del prim'ordine:

è indipendente dal numero di Damkohler

è proporzionale al quadrato del numero di Damkohler

è inversamente proporzionale al numero di Damkohler

nessuna delle altre

02. I problemi di diffusione con reazione chimica omogenea del secondo ordine:

presentano una soluzione analitica in tutte le condioni

presentano un fronte di reazione solo per elevati numeri di Damkohler

nessuna delle altre

presentano un soluto ed un solvente

03. Quale affermazione non è corretta?

I risultati dei problemi di diffusione con reazione chimica omogenea del prim'ordine sono dipendenti dalla velocità di reazione

Nel caso di diffusione con reazione chimica omogenea del secondo ordine, è presente un fronte di reazione solo per elevati numeri di Damkohler

Nel caso di diffusione con reazione chimica omogenea del prim'ordine, il numero di Sherwood è indipendente dal numero di Damkohler

I problemi di diffusione con reazione chimica omogenea del secondo ordine sono solitamente risolvibili in modo numerico

© 2016 - 2021 Università Telematica eCampus - Data Stampa 11/10/2021 22:15:09 - 38/50

Set Domande: FENOMENI DI TRASPORTO

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Tomassetti Sebastiano

Lezione 032

01. Una gocciolina d'acqua (pressione di vapore pvap = 3169.1 Pa) di forma sferica con raggio R = 1 mm viene spruzzata in una atmosfera di aria secca a p = 1

atm e T = 25°C, dove evapora. Supponendo che attorno alla gocciolina si formi uno strato di aria stagnante di spessore 0.1 mm, si calcoli il flusso di vapor d'acqua

considerando coefficiente di diffusione D = 2.5*10^-1 cm^2/s.

02. Consideriamo un tubo dove è presente un film stagnante gassoso lungo delta_z = 5 cm a T = 75 °C e p = 1 atm, composto da una miscela di naftalene e azoto.

In particolare, all'estremità libera del tubo è presente dell'azoto (MWB = 28), mentre all'altra estremità ci sia del naftalene (MWA = 128) che ha pressione di

vapore pvap = 717.5 Pa. Considerando che il naftalene diffonde a causa di una differenza di concentrazione con coefficiente di diffusione D = 8*10^-2 cm^2/s e

che l'azoto non è solubile ne