Emne - Transportprosesser i metallurgiske- og elektrokjemiske systemer - TMT4209
TMT4209 - Transportprosesser i metallurgiske- og elektrokjemiske systemer
Om emnet
Vurderingsordning
Faglig innhold
Konserveringsligninger: Konserveringslikningene for global masse, impuls, energi og kjemiske komponenter i fluidblandinger. Dimensjonsanalyse. Strømninger rundt partikler, dråper og bobler. Erguns ligning for pakkede senger.
Grensesjiktteori: Hastighet-, temperatur- og konsentrasjons-profiler. Varme- og masse-overgangskoeffisienter. Nusselt- og Sherwood-korrelasjoner. To- og trefoldige analogier. Flytende metallers lave Prandtl-tall. Turbulent transport. Reynold's analogier. Kjemisk reaksjonskinetikk på fasegrenser.
Numeriske simuleringer: Introduksjon til numerisk strømningsmekanikk (CFD) og anvendelser innenfor metallurgiske og elektrokjemiske systemer
Varmestråling: Emisjon, absorpsjon, refleksjon. Adiabatiske flater. Varmestråling i fler-flate-systemer, synsfelt-faktorer.
Elektrokjemisk kinetikk: Sammenhenger mellom elektrisk strøm/spenning og konvertering av specier.
Transport av ladede specier: Masseflux ved Nernst-Planck og konsentrert løsningsteori, strømfordeling i utvalgte geometrier.
Porøse elektrodeteori: Elektrokjemiske reaksjoner i porøse elektroder med kobling av reaksjonskinetikk og transportprosesser.
Læringsutbytte
Etter dette kurset kan studenten:
- Identifisere og beskrive transportfenomener som dominerer prosesser i metallurgiske og elektrokjemiske systemer.
- Forklare ulike aspekter ved transport/overføring av masse, impuls, energi og kjemiske specier i væskeblandinger eller mellom faser.
- Utføre grunnleggende beregninger på transport/overføring av masse, impuls og energi i idealiserte (del-)systemer, f.eks. ved anvendelse av grensesjiktsteori eller korrelasjoner for varme og masseoverføring.
- Velge nødvendige strategier for inkorporering av kjemisk reaksjonskinetikk samt håndtering av partikler, dråper og bobler i de overordnede globale bevaringsligningene for masse, impuls og energi.
- Identifisere og beskrive elektrokjemiske reaksjonsrater, og hvordan disse relaterer til strøm og spenning i elektrokjemiske celler.
- Formulere og analysere problemer som involverer stråling i systemer med flere overflater.
- Anvende metodikk for å søke etter og validere overslagsberegninger basert på dimensjonsanalyse og analogier for varme-og masseoverføring.
- Gjøre forenklende forutsetninger for gjennomføring av beregninger og vurdere gyldigheten av de forenklinger som gjøres.
- Gjennomføre beregninger av elektrokjemiske celler med koblede kinetikk og transportprosesser.
- Sette opp og tolke enkle numeriske simuleringer i varme- og massetransportrelaterte problemer
- Introdusere forenklede forutsetninger for beregninger og vurdere gyldigheten av forenklingene som er gjort. - Utføre beregninger av elektrokjemiske celler med koblet kinetikk og transportfenomener. - Sett opp enkle numeriske simuleringer i varme- og masseoverføringsrelaterte problemer.
Læringsformer og aktiviteter
Forelesninger (60 timer), øvinger (30 timer) og selvstudium (120 timer).
Forelesninger og skriftlig eksamen gis på engelsk. Studenter kan velge norsk eller engelsk ved muntlig eksamen og ved presentasjoner.
50% av øvingene kreves godkjent for adgang til eksamen, samt godkjent rapport tilknyttet numeriske simuleringer av varme og masseoverføring.
Prosjektrapporten danner grunnlaget for en muntlig presentasjon som utgjør 30% av endelig karakater. Presentasjonen må være bestått for å få tilgang til eksamen.
Studentens besvarelser på øving og rapport kan være på norsk eller engelsk.
Obligatoriske aktiviteter
- Rapport
- Øvinger
Mer om vurdering
Vurderingen i emnet baseres på en muntlig fremføring tilknyttet rapport som teller 30%, samt en skriftlig eksamen som teller 70% av samlet karakter. Begge vurderingene gis en bokstavkarakter som tilsammen gir en sluttkarakter i emnet.
- Utsatt eksamen i emnet gjennomføres i august.
- Ved forbedring av karakter kan enten en av delvurderingene, eller begge delvurderinger forbedres.
Obligatorisk aktivtet:
- Godkjent obligatorisk aktivitet må ikke gjentas om godkjent
Spesielle vilkår
Krever opptak til studieprogram:
Industriell kjemi og bioteknologi (MTKJ)
Materials Science and Engineering (MSMT)
Materialteknologi (MTMT)
Anbefalte forkunnskaper
Emne TMT4206 Strømning og varmeoverføring, grunnkurs. eller tilsvarende emner.
Kursmateriell
1. Kompendium utgitt ved instituttet;
2. Modeling in Materials Processing; J.A. Dantzig, C.L. Tucker III, ISBN: 0-521-77923-5.
3. Transport Phenomena, R.B. Bird. et.al, ISBN:0471-410772;
4. Annet materiale utlevert ved semesterstart
Studiepoengreduksjon
| Emnekode | Reduksjon | Fra | Til |
|---|---|---|---|
| TMT4208 | 5.0 | HØST 2023 | |
| TMT4230 | 5.0 | HØST 2023 |
Ingen
Versjon: 1
Studiepoeng:
7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå
Termin nr.: 1
Undervises: HØST 2024
Undervisningsspråk: Engelsk
Sted: Trondheim
- Materialteknologi
- Materialteknologi og elektrokjemi
- Prosessmetallurgi
- Teknologiske fag
Eksamensinfo
Vurderingsordning: Samlet karakter
- Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
- Høst ORD Presentasjon 30/100 D 22.11.2024 12:00
-
Rom Bygning Antall kandidater - Høst ORD Skriftlig eksamen 70/100 D 26.11.2024 09:00 INSPERA
-
Rom Bygning Antall kandidater SL310 lilla sone Sluppenvegen 14 12 SL120 Sluppenvegen 14 1 - Sommer UTS Presentasjon 30/100 D
-
Rom Bygning Antall kandidater - Sommer UTS Skriftlig eksamen 70/100 D INSPERA
-
Rom Bygning Antall kandidater
- * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"