Form IIIa ( Türkçe): Ders Bilgileri Dersin Adı Kodu Yarıyılı (a) Teori (saat/hafta) Uygulama (saat/hafta) (b) Laboratuar (saat/hafta) Yerel Kredi Kimyasal Reaksiyon KMÜ 742 Bahar 3 0 0 3 9 Mühendisliği Önkoşul(lar)-var ise --- Dersin dili Türkçe Dersin Türü (c) Seçmeli Dersin verilme şekli(d) Yüz yüze Dersin öğrenme ve öğretme teknikleri (e) Anlatım Soru-Yanıt Sorun-Problem Çözme Dersin Prof. Dr. Tülin KUTSAL sorumlusu(ları) (f) Dersin amacı (g) Bu dersin amacı, özellikle katı yüzey üzerinde katalizleyicilerin tanımlanması, gözenekli katılar üzerine fiziksel ve kimyasal adsorpsiyon, gözenekli katıların özelliklerinin ve heterojen reaksiyon sistemlerinin tartışılmasıdır. Daha sonra reaktör tasarımı için pellet içi ve akışkan-pellet arası taşınım hızları kullanılarak gerçek reaksiyon hızlarının bulunması sağlanmaktadır. Son olarak da kimyasal reaktörler için alıkonma süresi dağılımları Dersin öğrenme çıktıları (h) Dersin içeriği (i) Dersin verilme şekli (j) Kaynaklar (k) AKTS incelenmekte ve ideal reaktörler ile karşılaştırılmaktadır. Matematik, fen ve mühendislik bilgisini uygulama becerisi Verileri analiz edebilme ve yorumlayabilme becerisi Beklenen istekleri karşılamak amacıyla bir sistem, bileşen ya da süreci tasarlama becerisi Mühendislik problemlerini tanımlama, formülleştirme ve çözme becerisi Profesyonel ve etik sorumlulukları anlama Hayat boyu öğrenmenin gerekli olduğunun farkında olmak ve benimsemek Mühendislik uygulamaları için gerekli olan teknik, beceri ve modern mühendislik ekipmanlarını kullanma becerisi Bu ders, katalizleyicilerin, özellikle katı yüzeyler üzerinde adsorpsiyon, yüzey reaksiyonu ve desorpsiyon özellikleri arasında bir ilişki kurmayı sağlamaktadır. Dersin diğer bir amacı partikül içi ve dışı kütle aktarım hızları ile birlikte, gerçek hız eşitliklerinin türetilmesi ve bu eşitliklerin reaktör tasarımı için kullanılmasıdır. Son olarak da kimyasal reaktörlerde alıkonma süresi dağılımları ve ideal olmayan reaktör modelleri tartışılmaktadır. Yüz yüze Ders Kitabı: -Elements of Chemical Reaction Engineering, H. Scott Fogler, 4rt Edition, Prentice Hall, 2005 Yardımcı Kaynaklar: -Satterfield, CN.,Heterogeneous Catalysis: In Practice, Mc Graw Hill International, N.Y., 1980 -Smith J.M., Chemical Engineering Kinetics, 3rd Edition, Mc Graw Hill International, N.Y., 1981
Form IIIb (İngilizce): COURSE INFORMATION Course Name Code Semester Theory (hours/week) Application (hours/week) Laboratory (hours/week) National Credit ECTS* Chemical Reaction Engineering Prequisites Course language Course type Mode of Delivery (face to face,distance learning) Learning and teaching strategies Instructor (s) Course objective Learning outcomes Course Content References KMÜ 742 Spring 3 - - 3 9* None Turkish Compulsory Face to face Lecture Question and Answer Problem Solving Prof. Dr. Tülin Kutsal This course begins with a discussion of catalysis, particularly on solid surfaces and this leads directly into adsorption and the physical properties of porous solids. The other objective is to combine intrinsic rate equations with intrapellet and fluid to-pellet transport rates in order to obtain global rate equations useful for design. And then discussed the distrubutions of residence times for chemical reactors. An ability to apply knowledge of mathematics, science and engineering An ability to analyze and interpret data An ability to design a system, component, or process to meet desired needs An ability to identify, formulate, and solve engineering problems An understanding of professional and ethical responsibility Recognition of the need for, and an ability to engage in life-long learning An ability to use the techniques, skills, and modern engineering tools necessary for engineering practice. General characteristics: the mechanism of catalytic reactions, adsorption on solid surfaces, physical properties of catalysis, classification and preparation of catalysis, Kinetics of fluid-solid catalytic reactions, Eternal transport processes in heterogeneous reactions, Reaction and diffusion within porous catalysts: internal transport processes, Design of heterogeneous reactors. Deactivation of catalysis. Distrubutions of residence times for chemical reactors. Models for nonideal reactors. Tet book: -Elements of Chemical Reaction Engineering, H. Scott Fogler, 4rt Edition, Prentice Hall, 2005 References: - Smith J.M., Chemical Engineering Kinetics, 3rd Edition, Mc Graw Hill International, N.Y., 1981 - Levenspiel, O., Chemical Reaction Engineering, 3rd Edition, J. Wiley Inc., N.Y., 1981 - Satterfield, CN.,Heterogeneous Catalysis: In Practice, Mc Graw Hill International, N.Y., 1980
Form IVa ( Türkçe): Haftalara göre işlenecek konular Haftalar Tartışılacak işlenecek konular 1. Hafta Kimyasal reaksiyon mühendisliğine giriş, Kesikli ve sürekli akış reaktörleri, İzotermal ve izotermal olmayan reaktör tasarımı, Genel tekrar 2. Hafta Katalizleyiciler, tanımı, genel özellikleri, sınıflandırılması ve katalitik reaksiyon basamaklarına giriş, adsorpsiyon izotermleri, yüzey reaksiyonu, desorpsiyon ve hız kısıtlayıcı basamak 3. Hafta Gözenekli katılar üzerinde hız eşitliklerinin oluşturulması, reaktör tasarımı için heterojen veri analizinin yapılması 4. Hafta Katalizör deaktivasyonu; deaktivasyon türleri, değişik reaktörlere uygulamaları 5. Hafta Heterojen reaksiyonlar için partikül dışı difüzyon etkileri; ikili didüzyon etkileri, kütle aktarım katsayısı, tek partikül için kütle aktarımı, dolgulu yataklarda kütle aktarımı-reaksiyon ilişkileri 6. Hafta Ufalan çekirdek modeli, monodispers katı partiküllerin çözünme kinetikleri 7. Hafta Difüzyon ve reaksiyon; efektif difüzivite, difüzyon ve reaksiyonu açıklayan diferansiyel eşitliklerin oluşturulması, boyutsuz hale indirgenmesi ve çözümü, iç efektifnes faktör, toplam efektifnes faktör 8. Hafta Difüzyon ve reaksiyon kısıtlayıcı rejimlerin bulunması; iç difüzyon için Weiss- Prater kriteri, dış difüzyon için Mears kriteri, dogulu yataklarda difüzyon ve reaksiyon 9. Hafta Çok evreli reaktörler; üç evreli reaktörler, damlatmalı yatak reaktörler 10. Hafta Ara Sınavı 11. Hafta Akışkan yataklı reaktörler 12. Hafta Kimyasal reaktörlerde alıkonma süresi dağılımları; alıkonma süresi dağılımı (RTD) fonksiyonu, RTD in ölçümü, RTD karakteristikleri, ideal reaktörlerde RTD 13. Hafta RTD kullanılarak reaktör modellemesi, 14. Hafta Dönem ödevlerinin tartışılması 15. Hafta Genel sınava hazırlık haftası 16. Hafta Genel sınav Form IVb (İngilizce): Course outline weekly Weeks Topics 1. Introduction to chemical reaction engineering, Batch and flow reactors, Isothermal and nonisothermal reactor design. 2. General characteristics: the nature of catalytic reactions, the mechanism of catalytic reactios, Adsorption on solid surfaces: physical and chemical adsorption, the theories of adsorption, The rate-limitting step. 3. Rate Laws derived on porous catalysis, heterogeneous data analysis for reactor design. 4. Catalyst deactivation, types of catalyst deactivation, applied for different reactors. 5. Eternal diffusion effects on heterogeneous reactions, binary diffusion, the mass transfer coefficient, mass transfer to a single particle, mass transfer-limited reactions in packed beds. 6. The shrinking core model, dissolution of monodispersed particles
7. Diffusion and reaction; effective diffusivity, derivation of the differential equation describing diffusion and reaction, writing the equation in dimensionless form, solution to the differential equation, ınternal and overall effectiveness factor. 8. Estimation of diffusion-and-reaction-limited regimes, Weisz-Prater criterion for internal diffusion, Mears criteron for eternal diffusion, mass transfer and reaction in a packed bed. 9. Multiphase reactors; slurry reactors, trickle bed reactors. 10. Mid Term. 11. Fluidized bed reactors. 12. Distrubitions of residence times for chemical reactors; Residence-time distrubition (RTD) function, Measurement of the RTD, characteristics of the RTD, RTD in ideal reactors. 13. Reactor modelling using the RTD 14. Discuss the projects 15. Preparation to final eam 16. Final eam Form Va : Değerlendirme Sistemi Yarıyıl içi çalışmaları Sayısı Katkı Payı %** Devam (a) - Laboratuar - Uygulama - Alan Çalışması - Derse Özgü Staj (Varsa) - Ödevler 10 10 Sunum - Projeler 1 15 Seminer - Ara Sınavlar* 1 25 Genel sınav 1 50 Toplam 13 100 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 - Laboratory - Application - Field activities - Specific practical training - Assignments 10 10 Presentation - Project 1 15
Seminar - Midterms 1 25 Final eam* 1 50 Total 13 100 Percentage of semester activities contributing grade succes 50 Percentage of final eam contributing grade succes 50 Total 100 Form VIa: AKTS (Öğrenci İş Yükü) Tablosu Etkinlikler Sayısı Süresi (saat) Toplam İş Yükü Ders Süresi (X16 ) 3 1 48 Laboratuvar - - - Uygulama - - - Derse özgü staj (varsa) - - - Alan Çalışması - - - Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi (Ön Çalışma, 14 6 84 pekiştirme, vb) Sunum / Seminer Hazırlama - - - Proje 1 40 40 Ödevler 12 3 36 Ara sınavlara hazırlanma süresi 1 30 30 Genel sınava hazırlanma süresi 1 32 32 Toplam İş Yükü 270 * *Ders için harcanan zaman 270 saat, 1 kredi yaklaşık 30 saat, 120/30 saat = 9 ECTS kredisi Form VIb (İngilizce): WORKLOAD AND ECTS CALCULATION Activities Number Duration (hour) Total Work Load Course Duration (16) 3 1 48 Laboratory - - - Application - - - Specific practical training - - - Field activities - - - Study Hours Out of Class (Preliminary work, 14 6 84 reinforcement, ect) Presentation / Seminar Preparation - - - Project 1 40 40 Homework assignment 12 3 36
Midterms ( Study duration ) 1 30 30 Final Eam (Study duration) 1 32 32 Total Workload 270 Form VIIa (Türkçe): DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARININ PROGRAM YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİLENDİRİLMESİ Program yeterlilikleri 1.Temel bilimleri, matematik ve mühendislik bilimlerini ileri düzeyde anlar ve uygular. 2. Kimya Mühendisliği alanında güncel ve ileri düzeydeki bilgileri özgün düşünce ve araştırma ile uzmanlık düzeyinde geliştirme, derinleştirme, yürütebilme becerisi kazanır. Katkı düzeyi* 1 2 3 4 5 3. Kimya Mühendisliği ile ilgili güncel gelişmeleri etkin bir şekilde izlemede yaşam boyu öğrenme felsefesinin ve olanaklarının farkındadır. 4. Kimya Mühendisliği alanında en yeni bilgilere ulaşma, bu bilgileri kavrayabilme ve araştırma yapabilmek için gerekli yöntem ve becerileri üst düzeyde kullanma yeterliliğine sahiptir. 5. Bilime veya teknolojiye yenilik getiren, yeni bir bilimsel yöntem veya teknolojik ürün/süreç geliştiren ya da bilinen bir yöntemi yeni bir alana uygulayan kapsamlı bir çalışma yapar 6. Özgün bir araştırma sürecini bağımsız olarak algılar, tasarlar, uygular, yönetir ve sonuçlandırır. 7. Akademik çalışmalarının çıktılarını saygın akademik ortamlarda yayınlayarak bilim ve teknoloji literatürüne katkıda bulunur. 8. Kimya Mühendisliği alanına ilişkin bilimsel, teknolojik, sosyal ve kültürel alandaki gelişmelerin eleştirel analizini, sentezini ve değerlendirmesini yapıp, bilimsel tarafsızlık ve etik sorumluluk bilinciyle topluma aktararak mesleğe ilişkin algıları ve öngörüleri olumlu yönde geliştirmeye katkıda bulunur. 9. Uzmanlık alanındaki özgün fikirleri, gelişmeleri ve bilimsel çalışmaları ulusal ve uluslararası
bilimsel ve sosyal platformlarda ilgili paydaşlarla yazılı ve sözlü olarak sonuç ve çözüm odaklı olarak paylaşır. Form VIIb (İngilizce) : MATRIX OF THE COURSE LEARNING OUTCOMES VERSUS PROGRAM OUTCOMES Program Outcomes 1-understanding basic sciences, mathematics and engineering sciences and applying them at an advanced level. 2- developing, deepening and conducting the current and advanced knowledge in the Chemical Engineering field utilizing a unique thought and research process. 3- being aware of the life-long learning philosophy and its opportunities in effective monitoring of current developments in Chemical Engineering. 4- using the methods necessary to be able to access to, understand the latest information in the Chemical Engineering field, and perform research proficiently. 5- making and implementing a comprehensive study that is a new scientific method or technological product/process, that brings innovation to science/technology, or is an application of a known method into a new field. 6- detecting, designing, implementing, managing and completing a unique research process independently. 7- contributing to the literature of science and technology by publishing outcomes of their own academic work in respected academic environments. 8- contributing to the development of the predictions and perceptions on the profession in a positive way, by the means of transferring the scientific, technological, social and cultural developments in the Chemical Engineering field to the society, with scientific objectivity and ethical responsibility. 9- sharing unique ideas, developments and scientific studies with stakeholders in written or verbal format in a results- and solution-oriented way, in national or international, scientific and social platforms. Contrubition level* 1 2 3 4 5