ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE

Ders Bilgi Formu ( KMB 332 )


   Temel bilgiler
Ders adı: Kimyasal Reaktör Tasarımı
Ders kodu: KMB 332
Öğretim üyesi: Dr. Öğr. Üyesi Çiğdem TAŞDELEN-YÜCEDAĞ
AKTS kredisi: 6
GTÜ kredisi: 3 ()
Yılı, Dönemi: 2020-2021, Bahar
Dersin düzeyi: Lisans
Dersin tipi: Zorunlu
Öğretim dili: İngilizce
Öğretim şekli: Yüz yüze
Ön koşullar: KMB 321
Staj durumu: Yok
Dersin amacı: Bu dersin amacı, kimyasal reaksiyon kinetiğinin ve reaktör tasarımının temellerini öğretmek, homojen ve heterojen reaksiyonlar için hız ifadelerini ve mekanizmalarını kullanarak kimyasal reaktör tasarımını mümkün kılacak bütüncül bir bakış açısı kazandırmaktır.
   Öğrenme çıktıları Yukarı

Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, şu yetilere sahip olurlar:

  1. Elementer olmayan homojen reaksiyonlar için reaksiyon hız ifadelerini ve mekanizmalarını türetmek

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Karmaşık Mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
    2. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
    3. Karmaşık Kimya Mühendisliği problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Ödev
  2. Heterojen katalitik reaksiyonların reaksiyon hız ifadelerini belirleyebilmek için verileri analiz etmek ve heterojen reaktörleri tasarlamak.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Karmaşık Mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
    2. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
    3. Karmaşık Kimya Mühendisliği problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Ödev
  3. Difüzyon, ısı ve kütle transferinin reaksiyon kinetiğini nasıl etkilediği hakkında bilgi sahibi olmak.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. Karmaşık Mühendislik problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi.
    2. Mühendislik uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi.
    3. Karmaşık Kimya Mühendisliği problemlerinin veya disipline özgü araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi.

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Ödev
   İçerik Yukarı
1. hafta: Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği konularının gözden geçirilmesi (bölüm 1-6).
2. hafta: Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği konularının gözden geçirilmesi (bölüm 8).
3. hafta: Yatışkın olmayan ve izotermal olmayan reaktör tasarımı: yatışkın olmayan enerji denkliği, kesikli reaktörlerde enerji denkliği, adyabatik çalıştırma (bölüm 9). Ödev 1.
4. hafta: Yatışkın olmayan ve izotermal olmayan reaktör tasarımı: ısı değiştiricili yarı kesikli reaktörler, bir SKTR’nin yatışkın olmayan koşullarda çalıştırılması, piston akışlı reaktörlerin yatışkın olmayan şartlarda çalıştırılması (bölüm 9).
5. hafta: Reaksiyon mekanizmaları: aktif ara maddeler ve nonelementer hız ifadeleri, yalancı kararlı hal hipotezi (bölüm 7). Ödev 2. Kısa sınav 1.
6. hafta: Kataliz ve katalitik reaktörler: katalizörler, tanımlamalar, katalizör özellikleri, katalitik bir reaksiyondaki basamaklar, yığından difüzyon ve iç difüzyon (bölüm 10).
7. hafta: Kataliz ve katalitik reaktörler: adsorpsiyon izotermleri, yüzey reaksiyonu, desorpsiyon, hız ifadesinin, mekanizmasının ve hız sınırlayıcı basamağın belirlenmesi (bölüm 10). Ödev 3.
8. hafta: Kataliz ve katalitik reaktörler: reaktör tasarımı için heterojen veri analizi, deneysel verilerden hız ifadesi çıkarımı ve hız ifadesi parametrelerinin değerlendirilmesi. (bölüm 10). Ara sınav.
9. hafta: Kataliz ve katalitik reaktörler: reaktör tasarımı, katalizör deaktivasyonu, katalizör deaktivasyonu tipleri (bölüm 10).
10. hafta: Heterojen reaksiyonlarda dış difüzyon etkileri: difüzyonun temelleri, tanımlamalar, molar akı, Fick’in birinci kanunu, ikili difüzyon, sınır koşulları, reaksiyonlu/reaksiyonsuz difüzyonun modellenmesi (bölüm 11). Ödev 4.
11. hafta: Heterojen reaksiyonlarda dış difüzyon etkileri: kütle aktarımına dış direnç, kütle aktarım katsayısı bağıntıları, tek bir parçacığa kütle aktarımı, dolgulu yatak reaktörlerde kütle aktarımı sınırlı reaksiyonlar, Robert ve parametre hassasiyeti (bölüm 11). Kısa sınav 2.
12. hafta: Difüzyon ve reaksiyon: küresel katalizör taneciklerinde difüzyon ve reaksiyon, difüzyon ve reaksiyonu tanımlayan diferensiyel denklemlerin türetilmesi (bölüm 12).
13. hafta: Difüzyon ve reaksiyon: iç etkinlik faktörü, yalancı kinetik, total etkinlik faktörü, difüzyon ve reaksiyon sınırlı rejimlerin tahmini, Weisz-Prater kriteri ve Mears kriteri (bölüm 12). Ödev 5.
14. hafta: Difüzyon ve reaksiyon: dolgulu yatak reaktörde kütle aktarımı ve reaksiyon, reaksiyon verilerinden sınırlayıcı durumların belirlenmesi (bölüm 12).
15. hafta*: -
16. hafta*: Final
Ders kitapları ve materyaller: H. Scott Fogler (2013). Elements of Chemical Reaction Engineering, Pearson New International Edition, 4/E, Pearson Education. ISBN-10: 1292026162. ISBN-13: 9781292026169.
Önerilen kaynaklar: O. Levenspiel (1999). Chemical Reaction Engineering, John Wiley & Sons, 3/E. ISBN 0-471-25424-X.
  * 15. ve 16. haftalar arası final sınavına hazırlık haftası bulunmaktadır.
Değerlendirme Yukarı
Değerlendirme tipi Hafta numarası Ağırlık (%)
Ara sınavlar (Vizeler): 8 30
Dönem içi diğer çalışmalar: - 0
Proje: - 0
Ödev: 3, 5, 7, 10, 13 15
Kısa sınav (Quiz): 5, 11 15
Final sınavı: 16 40
  Toplam ağırlık:
(%)
   İş yükü Yukarı
Etkinlik Süre (Haftalık saat) Toplam hafta sayısı Dönem boyu toplam iş yükü
Dersler (Yüz yüze öğretme): 3 14
Ders dışı bireysel çalışma: 4 9
Uygulama, Rehberli problem çözme: 0 0
Ödev: 5 5
Dönem projesi: 0 0
Dönem projesi sunumu: 0 0
Kısa sınav (Quiz): 1 4
Ara sınav için bireysel çalışma: 6 3
Ara sınav (Vize): 3 1
Final sınavı için bireysel çalışma: 6 4
Final sınavı: 3 1
    Toplam işyükü:
    Toplam AKTS kredisi:
*
  * AKTS kredisi, toplam iş yükünün 25'e bölümüdür. (1 AKTS = 25 saatlik iş yükü)
-->