Kursplan för Transportprocesser

Kursplan fastställd 2021-02-16 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnTransport phenomena in chemical engineering
  • KurskodKAA061
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKKMT
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeBioteknik, Kemiteknik med fysik, Kemiteknik
  • InstitutionKEMI OCH KEMITEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 53136
  • Max antal deltagare180
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0121 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG
1,5 hp
0221 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH
6 hp
  • 11 Jan 2022 fm J
  • 12 Apr 2022 fm J
  • 16 Aug 2022 fm J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

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 kemi-, bio- och materialtekniska 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 filmteorin
  • Förstå diffusion av massa och kunna tillämpa begreppet diffusivitet för massa
  • 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. 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 gas, vätska och porösa material berörs. 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

Kursbok bestäms senare.

Examination inklusive obligatoriska moment

Skriftlig tentamen.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.