Uygulama (saat/hafta) Kütle Aktarımı KMÜ346 Bahar Önkoşul(lar)-var ise KMÜ331

Transkript

1 Form IIIa ( Türkçe): Ders Bilgileri Dersin Adı Kodu Yarıyılı Teori (saat/hafta) Uygulama (saat/hafta) Laboratuar (saat/hafta) Yerel Kredi AKTS Kütle Aktarımı KMÜ346 Bahar Önkoşul(lar)-var ise KMÜ331 Dersin dili İngilizce Dersin Türü Zorunlu Dersin verilme şekli Yüz yüze Dersin öğrenme ve öğretme teknikleri Anlatım Soru-Yanıt Sorun-Problem Çözme Dersin sorumlusu(ları) Prof.Dr. Ahmet R. Özdural, Prof.Dr. Erdoğan Alper Dersin amacı Difüzyon ve fazlar arası kütle aktarımı ilkelerinin anlaşılması. Aktarım hızlarının hesaplanması ve hız kısıtlayıcı basamakların tesbitine yönelik olarak kütle aktarımı kavramlarının uygulanması. Kimi temel kimyasal proseslerde, ayırma ünitelerinde karşılaşılan benzerliklerin ortaya çıkartılması. Alternatif ayırma teknolojileri arasında seçim yapılırken uygun kriterlerin neler olduğunun değerlendirilmesi. Gaz absorpsiyonu, damıtma, özütleme, katı özütleme, membran ayırma prosesleri ve adsorpsiyon gibi temel işlemlerin analiz ve tasarımında kütle Dersin öğrenme çıktıları Dersin içeriği Kaynaklar aktarımı bilgilerinin uygulanması. Kütle aktarımına yönelik olarak (a) basit hesaplamaların elle yapılması, (b) daha karmaşık problemlerde sayısal integrasyon tekniklerini kullanma yeteneğinin kazandırılması. Sıkça karşılaşılan kütle aktarımı konfigürasyonlarının kavranması. Belli bir proseste amaçlanan toplam performansa ulaşabilmek amacıyla, kütle aktarımı cihaz ve komponentlerinin seçimi.mühendislik uygulamaları için gerekli olan teknik, beceri, ve modern mühendislik ekipmanlarını kullanma becerisinin kazanılması. Hayat boyu öğrenmenin gerekli olduğunun farkında olmak ve benimsemek. Kütle aktarımının temel denklemleri. Difüzyon, konvektif difüzyon denklemi. Turbulant akışta kütle aktarımı. Denge kademeli ve sürekli temaslı sistemler için tasarım ilkeleri. Gaz absorpsiyonu, damıtma, katı ekstraksiyonu, çözücü ekstraksiyonu, adsorpsiyon. Ders Kitabı: Christie J. Geankoplis, Transport Processes and Separation Process Principles, 4th Edition, Prentice Hall, New York, Yardımcı Kaynak: Warren McCabe, Julian Smith, Peter Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th edition, McGraw Hill, New York, 2005.

2 Form IIIb (İngilizce): COURSE INFORMATION Course Name Code Semester Theory (hours/week) Application (hours/week) Laboratory (hours/week) National Credit ECTS Mass Transfer KMÜ346 Spring Prequisites KMÜ331 Course language English Course type Compulsary Mode of Delivery Face to face (face to face, distance learning) Learning and Lecture teaching strategies Question and Answer Problem Solving Instructor (s) Course objective Learning outcomes Course Content References Prof.Dr. Ahmet R. Özdural, Prof.Dr. Erdoğan Alper Understanding principles of diffusion and mass transfer between phases. Application of mass transfer fundamentals to calculate rates of mass transfer and to identify rate-limiting steps. Development of familiarity between major chemical process separations units. Application of appropriate criteria for selecting among alternative separation technologies. Application of knowledge of mass transfer to analysis and design of mass transfer unit operations such as gas absorption, distillation, etraction, leaching, membrane separation processes and adsorption. Development an ability to analyze (a) simple mass transfer configurations by hand, (b) more complicated problems involving numerical integrations. Building up the capacity to recognize common mass transfer configurations and practice the process of selecting mass transfer component devices to achieve specified overall performance constraints. To instill an ability to engage in life-long learning. Fundamental equations of mass transfer. Diffusion, convective diffusion equation, mass transfer in turbulent flow. Design considerations for continuous contact and equilibrium stage processes. Gas absorption, distillation, leaching and solvent etraction, adsorption. Tet Book: Christie J. Geankoplis, Transport Processes and Separation Process Principles, 4th Edition, Prentice Hall, New York, Supplementary book: Warren McCabe, Julian Smith, Peter Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th edition, McGraw Hill, New York, 2005.

3 Form IVa ( Türkçe): Haftalara göre işlenecek konular Haftalar Tartışılacak işlenecek konular 1. Hafta Kütle Aktarımının Temelleri, Kütle Aktarımı ve Difüzyona Giriş, Gazlarda Moleküler Difüzyon. 2. Hafta Sıvılarda Moleküler Difüzyon, Değişkin Durum ve Konvektif Kütle Aktarımı, Değişkin Durumda Difüzyon, Konvektif Kütle Aktarım Katsayıları. 3. Hafta Farklı Geometrilerde Kütle Aktarım Katsayıları. 4. Hafta Kademeli ve Sürekli Gaz Sıvı Ayırma Prosesleri, Ayırma Proseslerinin Çeşitleri ve Yöntemleri, Fazlar Arasında Denge İlişkileri, Tekli ve Çoklu Denge Temas Kademeleri. 5. Hafta Fazlar Arası Kütle Aktarımı, Plakalı ve Dolgulu Kolonlarda Absorpsiyon, Dolgulu Kolonlarda Kütle Aktarım Katsayılarının Hesaplanması. 6. Hafta Buhar-Sıvı Ayırma İşlemleri, Buhar-Sıvı Denge İlişkileri, Buhar-Sıvı Sistemlerinde Tek Kademeli Denge Temasın Analizi Basit Distilasyon Yöntemleri 7. Hafta 1. Ara Sınav, Geri Döngülü Distilasyon ve McCabe-Thiele Yöntemi 8. Hafta Geri Döngülü Distilasyon ve McCabe-Thiele Yönteminin Detaylı Analizi, Distilasyon ve Absorpsiyonda Tepsi Etkinliği. 9. Hafta Sıvı-Sıvı ve Akışkan-Katı Ayırma Yöntemleri, Tek Kademeli Sıvı-Sıvı Ekstraksiyon Yöntemi, Sıvı-Sıvı Ekstraksiyon Cihazları, Ters Akışta Sürekli Çok Kademeli Ekstraksiyon. 10. Hafta Adsorpsiyon Yöntemlerine Giriş, Sabit yataklı Adsorpsiyon Kolonlarının Tasarımı. 11. Hafta 2. Ara Sınav, Difüzyonu Yeniden İnceleme: Difüzyon Modelleri. 12. Hafta Yatışkın Durumda İki Boyutlu Difüzyon Problemlerinin Sayısal Yöntemlerle Çözümü. 13. Hafta Kütle Aktarım Problemlerinin Sayısal Tekniklerle Çözümünde Seçilmiş Örnekler. 14. Hafta Membran Ayırma İşlemlerine Giriş, Ters Ozmos Membran Ayırma işlemlerinin detaylı analizi. 15. Hafta Genel sınava hazırlık haftası 16. Hafta Genel sınav

4 Form IVb (İngilizce): Course outline weekly Weeks Topics 1. Principles of Mass Transfer, Introduction to Mass Transfer and Diffusion, Molecular Diffusion in Gases. 2. Molecular Diffusion in Liquids, Unsteady State and Convective Mass Transfer, Unsteady State Diffusion, Convective Mass Transfer Coefficients. 3. Mass Transfer Coefficients for Various Geometries. 4. Stage and Continuous Gas-Liquid Separation Processes, Types of Separation Processes and Methods, Equilibrium Relations Between Phases, Single and Multiple Equilibrium Contact Stages. 5. Mass Transfer Between Phases, Absorption in Plate and Packed Towers, Determination of Mass Transfer Coeeficients for Packed Towers. 6. Vapor-Liquid Separation Processes, Vapor-Liquid Equilibrium Relations, Analysis of Single Stage Equilibrium Contact with for Vapor-Liquid System, Simple Distillation Methods. 7. 1st Mid-term Eamination, Distillation with Reflu and McCabe-Thiele Method. 8. Detailed Analysis of Distillation with Reflu and McCabe-Thiele Method, Distillation and Absorption Tray Efficiencies. 9. Liquid-Liquid and Fluid-Solid Separation Processes, Single Stage Liquid-Liquid Etraction Processes, Equipment for Liquid-Liquid Etraction, Continuous Multistage Countercurrent Etraction. 10. Liquid-Liquid and Fluid-Solid Separation Processes, Introduction to Adsorption Processes, Design of Fied-Bed Adsorption Columns nd Mid-term Eamination, Diffusion Revisited: Models for Diffusion. 12. Numerical Methods for Solution of Steady-State Two-dimensional Molecular Diffusion Problems. 13. Selected Eamples of Solution of Mass Transfer Problems with Numerical Techniques. 14. Introduction to Membrane Separation Processes, Detailed Analysis of Reverse Osmosis Membrane Separation Processes. 15. Preparation to final eam 16. Final eam

5 Form Va : Değerlendirme Sistemi Yarıyıl içi çalışmaları Sayısı Katkı Payı % Devam 1 4 Laboratuar - - Uygulama - - Alan Çalışması - - Derse Özgü Staj (Varsa) - - Ödevler 4 12 Sunum - - Projeler 1 8 Seminer - - Ara Sınavlar 2 26 Genel sınav 1 50 Toplam Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 50 Yarıyıl Sonu Sınavının Başarı Notuna Katkısı 50 Toplam 100 Form Vb (İngilizce): Assesment methods Course activities Number Percentage Attendance 1 4 Laboratory - - Application - - Field activities - - Specific practical training - - Assignments 4 12 Presentation - - Project 1 8 Seminar - - Midterms 2 26 Final eam 1 50 Total Percentage of semester activities contributing grade succes 50 Percentage of final eam contributing grade succes 50 Total 100

6 Form VIa: AKTS (Öğrenci İş Yükü) Tablosu Etkinlikler Sayısı Süresi Toplam İş Yükü (Saat) Ders Süresi (X14 ) Laboratuvar Uygulama Derse özgü staj (varsa) Alan Çalışması Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi (Ön Çalışma, pekiştirme, vb) Sunum / Seminer Hazırlama Proje Ödevler Ara sınavlara hazırlanma süresi Genel sınava hazırlanma süresi Toplam İş Yükü 180 Form VIb (İngilizce): WORKLOAD AND ECTS CALCULATION Activities Number Duration (hour) Course Duration (14) Laboratory Application Specific practical training Field activities Study Hours Out of Class (Preliminary work, reinforcement, ect) Total Work Load Presentation / Seminar Preparation Project Homework assignment Midterms ( Study duration ) Final Eam (Study duration) Total Workload 180

7 Form VIIa (Türkçe): DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARININ PROGRAM YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİLENDİRİLMESİ Program yeterlilikleri Katkı düzeyi Matematik, fen bilimleri ve mühendislik bilgilerini kimya mühendisliği problemlerine uygulayabilme. 2. Yaşam boyu öğrenmenin önemini benimseyerek yeni teknolojik uygulamalardaki gelişmeleri veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını etkin bir şekilde kullanarak takip edebilme 3. Kimya mühendisliğinde kavramsal tasarımı tamamlanmış bir sistemin ve/veya sürecin tasarımını ölçeklendirip projelendirme 4. Bilgisayar destekli teknik resim becerisini kimya mühendisliği tasarım ve uygulamasında etkin kullanabilme 5. Mühendislik problemlerinin çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları, bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini etkin biçimde seçip kullanma 6. Mühendislik çözümlerinin ve uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlardaki etkilerini anlama 7. Girişimcilik ve yenilikçilik konularında farkındalığa sahip olma 8. Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz edip yorumlayarak yazılı bir rapor şeklinde sunabilme 9. Disiplin içi ve disiplinler arası takım çalışması yapabilme 10. Bireysel çalışma becerisi ve bağımsız karar verebilme yetisine sahip olarak fikirlerini Türkçe ve İngilizce dillerini kullanarak sözlü ve yazılı, açık ve öz bir şekilde ifade ederek etkin iletişimde bulunabilme 11. Mesleki ve etik sorumlulukları anlayabilme 12. Proje planlama ve organizasyon, kalite yönetimi, çevre ve iş güvenliği gibi mesleki uygulamalar hakkında bilgili ve mühendislik uygulamalarının hukuksal sonuçları hakkında farkındalığa sahip olma

8 Form VIIb (İngilizce): MATRIX OF THE COURSE LEARNING OUTCOMES VERSUS PROGRAM OUTCOMES Program Outcomes Contrubition level 1. To apply mathematics, science and engineering to chemical engineering problems and new technologies. 2. To recognize the need for and has the ability to engage in life-long learning; thus, can effectively follow the new technologies, databases and other information sources. 3. To scale up and prepare a process/production plan from a conceptually designed process/system. 4. To use computer based technical drawing in chemical engineering design and application effectively. 5. To select effectively and use modern techniques, tools, softwares, computer and communication technologies necessary to solve engineering problems. 6. To understand the impact of engineering applications and solutions in a global and societal contet. 7. To recognize the importance of innovation and entrepreneurship. 8. To design and conduct an eperiment, interpret eperimental data and prepare a written report To function in inter/multi-disciplinary teams. 10. To work and make decisions independently, and communicate effectively by epressing his/her opinions in oral or written format in a clear and concise manner. 11. To understand professional and ethical responsibility. 12. To recognize the legal aspects of engineering applications having knowledge on project planning and organization, quality management, health, safety and environmental issues. 13. To specialize in at least one of rapidly developing fields: Biotechnology, Polymer Science and Technology, Materials Science and Technology.