İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)

Transkript

1 İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı İleri Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği Course Name Advanced Chemical Reaction Engineering Kodu (Code) KMM608E (KMM5XXE) Yarıyılı (Semester) Bahar Spring Kredisi (Local Credits) Ders Türü (Course Type) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Doktora Ph.D. Bölüm / Program (Department/Program) Dersin Türü (Course Type) Kimya Mühendisliği/Kimya Mühendisliği Chemical Engineering/Chemical Engineering Seçmeli (Elective) Dersin Dili (Course Language) İngilizce (English) Dersin İçeriği (Course Description) kelime arası Kimyasal reaksiyonların moleküler dinamiği; çarpışma teorisi, geçiş hali teorisi, moleküler dinamik. Katalitik reaksiyonlar; katalizör tasarlanması, hazırlanması, karakterizasyonu, heterojen katalitik reaksiyonlarda ısı ve kütle aktarımı etkileri. Çok fazlı reaktörler; slurry reaktör, trickle bed reaktör, akışkan yatak reaktörleri. Reaktörde kalma süresi analizi; ölçülmesi, özellikleri, ideal reaktörlerde kalma süresi dağılımı, kalma süresi kullanarak reaktörlerin modellenmesi. İdeal olmayan reaktörler; gerçek reaktörlerin modellenmesi Molecular dynamics of chemical reactions; collision theory, transition state theory, molecular dynamics. Catalytic reactions; catalyst design, preparation, characterization, heat and diffusional effects in heterogeneous catalytic reactions Multiphase reactors; slurry reactors, trickle bed reactors, fluidized bed reactors. Residence time analysis; measurement, characteristics, residence time distribution (RTD) in ideal reactors, Reactor modeling with RTD. Nonideal reactors; modeling real reactors Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet 1. Heterojen katalitik reaksiyonlarda kinetik, ısı, kütle taşınımı ve akış faktörlerinin ideal ve ideal olmayan reaktör performansı üzerindeki etkileri konusunda öğrencileri bilgilendirmek 2. Katalizör tasarımı, hazırlanması ve karakterizasyonu konusunda öğrencileri bilgilendirmek 3. Çok fazlı reaktörleri tanıtmak 1. To provide information on the effects of the kinetics, heat and mass transfer on the performance of ideal and non-ideal reactors in case of heterogeneous reactions 2. To provide information on the catalyst design, preparation and characterization. 3. To provide information on multiphase reactors. Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar. 1. Kimyasal reaksiyonların moleküler dinamiği konusunda bilgi sahibi olacaklar 2. Heterojen katalitik reaksiyon yürütülen ideal reaktörlerde kinetik, ısı ve kütle iletiminin performans üzerindeki etkisini belirleyebilecek 3. Heterojen katalitik reaksiyon yürütülen ideal olmayan reaktörlerde kinetik, ısı ve kütle iletiminin performans üzerindeki etkisini belirleyebilecek 4. Katalizör hazırlanmasını ve karakterizasyonunun nasıl gerçekleştirildiği konusunda bilgilenecek. 5. Çok fazlı reaktör tasarlayabilecek PhD students who successfully pass this course gain knowledge, skills and proficiency in the following subjects. 1. Demonstrate knowledge on the molecular dinamics of chemical reactions. 2. Demonstrate knowledge on the effects of the kinetics, heat and mass transfer on the performance of ideal reactors in case of heterogeneous reactions. 3. Demonstrate knowledge on the effects of the kinetics, heat and mass transfer on the performance of non-ideal reactors in case of heterogeneous reactions. 4. Demonstrate knowledge on the catalyst preparation and characterization 5. Able to design multiphase reactors.

2 Kaynaklar (References) Maddeler halinde en çok 5 adet Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları 1. Fogler, H.S., Elements of Chemical Reaction Engineering, 4th ed., Prentice Hall, USA, Froment, G.F., Bischoff, K.B., Chemical Reactor Analysis and Design, 2nd ed., J. Wiley, New York, Davis, M E., Davis, R. J., Fundamentals of Chemical Reaction Engineering, Mc Graw Hill, USA, Öğrencilerin dersi daha iyi öğrenmelerine yardım etmesi amacıyla dönem boyunca 6 tane haftalık ödev verilecek ve bunlar bir hafta sonra toplanacaktır. To help students for learning and comprehending the course material better, 6 problem sets should be assigned throughout the semester, and their solutions should be returned back in the following week. (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları 2 30 (Assessment Criteria) (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler 6 30 (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) 1 40 *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur (veya: Gerekli Görüldüğü Takdirde Arttırılabilir).

3 DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Kimyasal reaksiyonların moleküler dinamiği; çarpışma teorisi, geçiş hali teorisi, 1 moleküler dinamik 2 Kimyasal reaksiyonların moleküler dinamiği; çarpışma teorisi, geçiş hali teorisi, 1 moleküler dinamik 3 Katalitik reaksiyonlar; katalizör tasarlanması 2,3,4 4 Katalitik reaksiyonlar; katalizör hazırlanması, 2,3,4 5 Katalitik reaksiyonlar; katalizör karakterizasyonu 2,3,4 6 Heterojen katalitik reaksiyonlarda ısı ve kütle aktarımı etkileri 2,3,4 7 Heterojen katalitik reaksiyonlarda ısı ve kütle aktarımı etkileri 2,3,4 8 Çok fazlı reaktörler; slurry reaktör 5 9 Çok fazlı reaktörler; trickle bed reaktör 5 10 Çok fazlı reaktörler; akışkan yatak reaktörleri 5 11 Reaktörde kalma süresi analizi; ölçülmesi, özellikleri, 2,3,4,5 12 İdeal reaktörlerde kalma süresi dağılımı, kalma süresi kullanarak reaktörlerin 2,3,4,5 modellenmesi 13 Ideal olmayan reaktörlerin modellenmesi 2,3,4,5 14 Ideal olmayan reaktörlerin modellenmesi 2,3,4,5 COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcomes 1 Molecular dynamics of chemical reactions; collision theory, transition state theory, 1 molecular dynamics 2 Molecular dynamics of chemical reactions; collision theory, transition state theory, 1 molecular dynamics 3 Catalytic reactions; catalyst design 2,3,4 4 Catalytic reactions; catalyst preparation 2,3,4 5 Catalytic reactions; catalyst characterization 2,3,4 6 Heat and diffusional effects in heterogeneous catalytic reactions 2,3,4 7 Heat and diffusional effects in heterogeneous catalytic reactions 2,3,4 8 Multiphase reactors; slurry reactors 5 9 Multiphase reactors; trickle bed reactors 5 10 Multiphase reactors; fluidized bed reactors 5 11 Residence time measurement and characteristics 2,3,4,5 12 Residence time distribution (RTD) in ideal reactors, Reactor modeling with RTD 2,3,4,5 13 Nonideal reactors; modeling real reactors 2,3,4,5 14 Nonideal reactors; modeling real reactors 2,3,4,5

4 1: Az, 2. Kısmi, 3. Dersin Kimya Mühendisliği Doktora Program Çıktılarıyla İlişkisi Katkı Çıktılar Seviyesi İleri Kimya Mühendisliği problemlerini matematik, fen bilimleri ve mühendislik bilgilerini kullanarak tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi 2 Alanına ilerleme/yenilik getiren bir sistemi ve/veya süreci analiz etme ve belirli gereksinimleri, ekonomi, çevre, sosyal, politik, etik, sağlık, güvenlik, uygulanabilirlik ve sürdürülebilirlik boyutlarını göz önüne alarak tasarlama becerisi 3 Alanı ile ilgili yeni düşünce ve yöntemler geliştirerek, sorun çözme ve karar verme gibi üst düzey zihinsel süreçleri, analitik, modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları tasarlama amacıyla kullanabilme becerisi 4 Alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik özelliklerini geliştirebilme becerisi 5 Özgün bir çalışmayı bağımsız olarak gerçekleştirebilme becerisi 6 Ulusal ve uluslararası platformlarda, uzman kişiler ile alanındaki konuların tartışılmasında özgün görüşlerini savunabilme ve alanındaki yetkinliğini gösteren etkili bir iletişimi en az Avrupa Dil Portföyü C1 Genel Düzeyi nde kurabilme becerisi 7 Ulusal ve uluslararası etkilerin bilincinde olarak, alanı ile ilgili konularda karşılaşılan toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik sorunların çözümüne ve gelişimine katkıda bulunabilme becerisi 8 Yaşam boyu öğrenmenin önemini benimsemiş olarak kendini sürekli geliştirme becerisi 9 Çağdaş konuları izleme ve bu konuları ileri kimya mühendisliği uygulamalarında kullanabilme becerisi 10 Alanı ile ilgili problemlerin çözümünde modern mühendislik yöntem/teknik ve araçlarını etkin bir şekilde kullanma becerisi 11 Alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayıp, edindiği bilgileri bütünleştirerek disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme becerisi

5 Relationship Between Course and Outcomes of the Chemical Engineering M.Sc. Program Level Outcomes An ability to apply knowledge of mathematics, science, and engineering in defining, formulating and solving advanced chemical engineering problems 2 An ability to analyze a system and/or process that introduces a novelty/advance to the related field and the ability to design a system by taking into consideration realistic constraints such as economic, environmental, social, political, ethical, health, and safety factors as well as manufacturability and sustainability 3 An ability to develop novel ideas and methods in order to use mental processes, such as problem-solving and decision-making in planning analytical, modeling and experimental research studies 4 An ability to develop leadership skills in environments where problems related to their field should be solved 5 An ability to carry out an original study independently 6 An ability to defend original ideas and communicate effectively -at least European Language Portfolio C1 Level- in discussions made with experts in national and international meetings, indicating perfection in the related field 7 An ability to contribute to the solution of societal, scientific, cultural and ethical problems related to their field, being aware of their national and international impacts 8 An ability to achieve continuous self-improvement by engaging in life-long learning 9 An ability to have a knowledge of contemporary issues and use them in advanced chemical engineering applications 10 An ability to use effectively modern engineering methods/techniques and tools in solving problems related to their field 11 An ability to understand the interdisciplinary interactions related to their field and use integrated knowledge in interdisciplinary studies 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Ahmet SİRKECİOĞLU Tarih (Date) İmza (Signature)