Sök i kursutbudet

Använda sökfunktionen för att hitta i Chalmers utbildningsutbud, både vad gäller kurser och program. När det finns en kurshemsida visas en hus-symbol som leder till denna sida.
Sök program och utbildningsplaner


Institutionernas kurser för doktorander

Kursplan för

Läsår
KAA060 - Transportprocesser  
Transport phenomena in chemical engineering
 
Kursplanen fastställd 2016-02-19 av programansvarig (eller motsvarande)
Ägare: TKKMT
7,5 Högskolepoäng
Betygskala: TH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd
Utbildningsnivå: Grundnivå
Huvudområde: Bioteknik, Kemiteknik med fysik, Kemiteknik
Institution: 21 - KEMI OCH KEMITEKNIK


Undervisningsspråk: Svenska
Sökbar för utbytesstudenter: Nej

Modul   Poängfördelning   Tentamensdatum
Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 Sommarkurs Ej Lp
0193 Tentamen 7,5hp Betygskala: TH   7,5hp   15 Jan 2019 fm SB   25 Apr 2019 fm SB_MU   20 Aug 2019 fm M  

I program

TKAUT AUTOMATION OCH MEKATRONIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 3 (valbar)
TKBIO BIOTEKNIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 2 (obligatorisk)
TKKEF KEMITEKNIK MED FYSIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 2 (obligatorisk)
TKKMT KEMITEKNIK, CIVILINGENJÖR, Årskurs 2 (obligatorisk)

Examinator:

Anders Rasmuson


Behörighet:

För kurser på grundnivå inom Chalmers utbildningsprogram gäller samma behörighetskrav som till de(t) program där kursen ingår i programplanen.

Kursspecifika förkunskaper

Analys och linjär algebra samt mekanik för respektive civilingenjörsprogram. Kunskaper motsvarande kursen i Tillämpad matematik, men denna kurs kan även läsas parallellt.

Syfte

Kunskap om transportprocesser, dvs transport av impuls, värme och massa, är av grundläggande betydelse för den industriellt verksamme kemiteknikern liksom för forskning i kemiteknik. Exempel utgör design av separationsutrustning, kemiska reaktorer och värmeväxlare. Kursen vill ge en grundläggande förståelse av transport av impuls, värme och massa samt ge en inblick i hur dessa kunskaper tillämpas i kemitekniska sammanhang.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Kursen ger grundläggande kunskap och förståelse av transport av rörelsemängd, värme och massa och hur dessa kunskaper tillämpas i kemitekniska sammanhang.

Detaljerade lärandemål:

  • Förstå fysikaliskt och ställa upp uttryck för transportmekanismer
  • Förstå och kunna ställa upp balanser (makroskopiska och differentiella)
  • Förstå och kunna tillämpa Bernoullis ekvation
  • Kunna tillämpa dimensionsanalys och förstå fysikaliskt och ställa upp uttryck för de vanligaste dimensionslösa talen (Re, Nu (värme/massa), Gr (värme/massa), Pr, Sc)
  • Förstå skillnaden mellan laminär och turbulent strömning
  • Fysikalisk förståelse av strömning runt fasta kroppar
  • Förstå och kunna tillämpa begreppen strömningsmotstånd och tryckfall
  • Förstå och kunna tillämpa begreppet gränsskikt för rörelsemängd, värme och massa
  • Förstå och kunna tillämpa transportmotstånd i serie
  • Förstå och kunna tillämpa begreppen fri och påtvingad konvektion
  • Förstå principen och kunna tillämpa begreppet värmeväxling (med- och motström)
  • Förstå och kunna tillämpa film teorin
  • Förstå och kunna tillämpa analogier mellan transport av rörelsemängd, värme och massa

Innehåll

Principerna för impulsens, energins och massans konstans formuleras. Begreppen ideala och verkliga fluida, friktion och viskositet, kompressibilitet och laminär/turbulent strömning diskuteras. Kontinuitets-, Bernoullis och Navier-Stokes ekvationer uppställs och tillämpas på enkla strömningsfall. De grundläggande egenskaperna för turbulent strömning genomgås liksom strömning med friktion i laminära och turbulenta gränskikt. Beräkningar av tryckfall i rör och rördetaljer genomförs och några enkla metoder för flödes- och tryckmätning behandlas. Strömning runt fasta kroppar, avlösningsfenomen och fasta partiklars fallhastigheter i fluida ger en grund för behandlingen av de tekniskt intressanta tillämpningarna strömning i porösa medier och fluidisering. Värmeöverföring med ledning behandlas och Fouriers lag uppställs. Fallen fri och påtvingad konvektion tas upp och värmeöverföringskoefficienter definieras. Medströms- och motströmsförfarande vid värmeväxling berörs och medeltemperaturdifferensen beräknas. Skillnaden mellan serie- och parallellkopplade system tas upp. Den generella värmetransportekvationen ställs upp och tillämpas på några enkla fall. Den för kemiteknikern centrala transportprocessen massöverföring behandlas ingående. Diffusiv transport diskuteras och Ficks lag formuleras. Skillnaden mellan konvektiv och diffusiv transport betonas och specialfallen ekvimolekylär diffusion och diffusion genom stagnant komponent tas upp. Diffusion i porösa material berörs kortfattat. Massöverföring över fasgränsytor, massöverföringkoefficienter samt massöverföring till partiklar och i packade bäddar tas upp. Den så kallade filmteorin ställs upp och tillämpas på något enkelt absorptionsfall. Generella masstransportekvationer härleds och instationär masstransport behandlas. Det för bl a torkning så viktiga fallet med kopplad värme- och masstransport berörs. Analogier mellan impuls-, värme- och massöverföring behandlas ingående liksom framtagande av dimensionslösa tal.

Organisation

Undervisningen består av föreläsningar som täcker de grundläggande teoretiska delarna av kursen; räkneövningar med dels genomgång i helklass och dels självverksamhet i övningsgrupper; och laborationer.

Litteratur

Welty, J.R., G.L Rorrer och D.G. Foster: Fundamentals of momentum, heat and mass transfer, 6:ed., Wiley 2014, samt utdelat material.

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen.


Publicerad: må 16 jul 2018.