Anlatım Soru-Yanıt Sorun-Problem Çözme

Anlatım Soru-Yanıt Sorun-Problem Çözme

Form IIIa ( Türkçe): Ders Bilgileri
Dersin Adı
Kodu
Yarıyılı
(a)
Teori
(saat/hafta)
Uygulama
(saat/hafta)
Laboratuar
(saat/hafta)
Yerel
Kredi
AKTS
0
3
9
(b)
Kimyasal Reaksiyon
Mühendisliği
Önkoşul(lar)-var ise
Dersin dili
Dersin Türü (c)
Dersin verilme şekli(d)
Dersin öğrenme ve
öğretme teknikleri (e)
Dersin
sorumlusu(ları)(f)
Dersin amacı (g)
Dersin öğrenme
çıktıları (h)
Dersin içeriği (i)
Dersin verilme şekli (j)
Kaynaklar (k)
KMÜ 742
Bahar
3
0
--Türkçe
Seçmeli
Yüz yüze
Anlatım
Soru-Yanıt
Sorun-Problem Çözme
Prof. Dr. Tülin KUTSAL
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
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
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
Code
Semester
Theory
(hours/week)
Application
(hours/week)
Laboratory
(hours/week)
National
Credit
ECTS*
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, External 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.
Text 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
1. Hafta
2. Hafta
3. Hafta
4. Hafta
5. Hafta
6. Hafta
7. Hafta
8. Hafta
9. Hafta
10. Hafta
11. Hafta
12. Hafta
13.
14.
15.
16.
Hafta
Hafta
Hafta
Hafta
Tartışılacak işlenecek konular
Kimyasal reaksiyon mühendisliğine giriş, Kesikli ve sürekli akış reaktörleri,
İzotermal ve izotermal olmayan reaktör tasarımı, Genel tekrar
Katalizleyiciler, tanımı, genel özellikleri, sınıflandırılması ve katalitik reaksiyon
basamaklarına giriş, adsorpsiyon izotermleri, yüzey reaksiyonu, desorpsiyon ve
hız kısıtlayıcı basamak
Gözenekli katılar üzerinde hız eşitliklerinin oluşturulması, reaktör tasarımı için
heterojen veri analizinin yapılması
Katalizör deaktivasyonu; deaktivasyon türleri, değişik reaktörlere uygulamaları
Heterojen reaksiyonlar için partikül dışı difüzyon etkileri; ikili didüzyon etkileri,
kütle aktarım katsayısı, tek partikül için kütle aktarımı, dolgulu yataklarda kütle
aktarımı-reaksiyon ilişkileri
Ufalan çekirdek modeli, monodispers katı partiküllerin çözünme kinetikleri
Difüzyon ve reaksiyon; efektif difüzivite, difüzyon ve reaksiyonu açıklayan
diferansiyel eşitliklerin oluşturulması, boyutsuz hale indirgenmesi ve çözümü, iç
efektifnes faktör, toplam efektifnes faktör
Difüzyon ve reaksiyon kısıtlayıcı rejimlerin bulunması; iç difüzyon için WeissPrater kriteri, dış difüzyon için Mears kriteri, dogulu yataklarda difüzyon ve
reaksiyon
Çok evreli reaktörler; üç evreli reaktörler, damlatmalı yatak reaktörler
Ara Sınavı
Akışkan yataklı reaktörler
Kimyasal reaktörlerde alıkonma süresi dağılımları; alıkonma süresi dağılımı (RTD)
fonksiyonu, RTD’in ölçümü, RTD karakteristikleri, ideal reaktörlerde RTD
RTD kullanılarak reaktör modellemesi,
Dönem ödevlerinin tartışılması
Genel sınava hazırlık haftası
Genel sınav
Form IVb (İngilizce): Course outline weekly
Weeks
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Topics
Introduction to chemical reaction engineering, Batch and flow reactors, Isothermal and
nonisothermal reactor design.
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.
Rate Laws derived on porous catalysis, heterogeneous data analysis for reactor design.
Catalyst deactivation, types of catalyst deactivation, applied for different reactors.
External diffusion effects on heterogeneous reactions, binary diffusion, the mass transfer
coefficient, mass transfer to a single particle, mass transfer-limited reactions in packed
beds.
The shrinking core model, dissolution of monodispersed particles
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
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.
Estimation of diffusion-and-reaction-limited regimes, Weisz-Prater criterion for internal
diffusion, Mears’ criteron for external diffusion, mass transfer and reaction in a packed
bed.
Multiphase reactors; slurry reactors, trickle bed reactors.
Mid Term.
Fluidized bed reactors.
Distrubitions of residence times for chemical reactors; Residence-time distrubition (RTD)
function, Measurement of the RTD, characteristics of the RTD, RTD in ideal reactors.
Reactor modelling using the RTD
Discuss the projects
Preparation to final exam
Final exam
Form Va : Değerlendirme Sistemi
Yarıyıl içi çalışmaları
Devam (a)
Laboratuar
Uygulama
Alan Çalışması
Derse Özgü Staj (Varsa)
Ödevler
Sunum
Projeler
Seminer
Ara Sınavlar*
Genel sınav
Toplam
Sayısı
10
1
1
1
13
Katkı Payı %**
Number
10
1
Percentage**
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı
Yarıyıl Sonu Sınavının Başarı Notuna Katkısı
Toplam
10
15
25
50
100
50
50
100
Form Vb (İngilizce): Assesment methods
Course activities
Attendance
Laboratory
Application
Field activities
Specific practical training
Assignments
Presentation
Project
10
15
Seminar
Midterms
Final exam*
Total
Percentage of semester activities contributing grade succes
Percentage of final exam contributing grade succes
Total
1
1
13
25
50
100
50
50
100
Form VIa: AKTS (Öğrenci İş Yükü) Tablosu
Etkinlikler
Ders Süresi (X16 )
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
Sayısı
Süresi (saat)
Toplam İş
Yükü
48
84
3
14
1
6
1
12
1
1
40
3
30
32
40
36
30
32
270 *
3
14
Duration
(hour)
1
6
Total Work
Load
48
84
1
12
40
3
40
36
*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
Course Duration (x16)
Laboratory
Application
Specific practical training
Field activities
Study Hours Out of Class (Preliminary work,
reinforcement, ect)
Presentation / Seminar Preparation
Project
Homework assignment
Number
Midterms ( Study duration )
Final Exam (Study duration)
1
1
30
32
30
32
270
Total Workload
Form VIIa (Türkçe): DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARININ PROGRAM YETERLİLİKLERİ İLE
İLİŞKİLENDİRİLMESİ
Program yeterlilikleri
Katkı düzeyi*
1
2
3
4
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.
×
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
x
×
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
5
x
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
Contrubition level*
1
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.
2
3
4
5
x
x
x
x
x
x