Prijenos tvari i energije

NAZIV PREDMETA

Kod

KTK203

Godina studija

Nositelj/i predmeta

Prof. dr. sc. Nenad Kuzmanić

Bodovna vrijednost (ECTS)

6.0

Suradnici

Doc. dr. sc. Antonija Čelan
Renato Stipišić

Način izvođenja nastave (broj sati u semestru)

P	S	V	T
45	15	15	0

Status predmeta

Obvezni

Postotak primjene e-učenja

0 %

OPIS PREDMETA

Ciljevi predmeta

Stjecanje znanja o principima prijenosa količine gibanja, topline i tvari po načelu jedinstvenog pristupa prijenosnim pojavama. Ta znanja predstavljaju osnovu kemijsko inženjerskih operacija, te su toga neophodna za potpunije razumijevanje procesnog inženjerstva.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Nakon položenog ispita od studenta se očekuje da zna:
- primijeniti zakone očuvanja pri strujanju fluida
- molekulske i vrtložne mehanizme prijenosa količine gibanja, energije i tvari
- uočiti glavne otpore kod prijenosnih pojava kao i mogućnost intenziviranja prijenosa
- primjenom teorije sličnosti i dimenzijske analize dobiti uvid u funkcionalnu ovisnost veličina karakterističnih za određeni sustav
- analogiju prijenosa količine gibanja, energije i tvari

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

1. tjedan: Temeljne postavke prijenosnih pojava. Opći zakon očuvanja. Molekularni i vrtložni mehanizmi prijenosa.
2. tjedan: Stacionarni i nestacionarni procesi. Definiranje brzine prijenosa i gustoće toka (fluks) prijenosnih pojava. Fluidi i njihova fizikalna svojstva (gustoća, relativna gustoća, specifična težina).
3. tjedan: Prijenos količine gibanja. Newtonov zakon unutarnjeg trenja. Fluks količine gibanja. Zakoni očuvanja pri strujanju fluida: Zakon kontinuiteta i Zakon očuvanja količine gibanja.
4. tjedan: Zakon očuvanja energije pri strujanju fluida: Bernoullijev teorem. Mjerenje energetskih članova Bernoullijeve. jednadžbe i njena primjena.
5. tjedan: Teorija sličnosti. Dimenzijska analiza. Vrste strujanja. Laminarno strujanje. Karakteristike laminarnog strujanja kada se ono odvija između dviju paralelnih ploča.
6. tjedan: Karakteristike laminarnog strujanja kada se ono odvija u horizontalnoj cijevi. Hagen -Poiseuilleova jednadžba. Turbulentno strujanje. Određivanje pada tlaka u cijevima i fazonskim djelovima. Moodyev dijagram.
7. tjedan: Temeljne postavke optjecanja. Brzina padanja čestica u fluidu.
8. tjedan: Strujanje fluida kroz nakupine čestica. Fluidizacija
9. tjedan: Osnovni principi prijenosa topline. Molekularni mehanizam prijenosa topline (kondukcija). Stacionarna kondukcija kroz jednoslojnu i višeslojnu stijenku.
10. tjedan: Prijenos topline prisilnom konvekcijom. Primjena teorije graničnog sloja pri analizi prijenosa topline konvekcijom. Analiza prijelaza i prolaza topline. Prijenos topline u cijevima pri laminarnom i turbulentnom strujanju fluida. Prijenos topline uz promjenu agregatnog stanja.
11. tjedan: Prijenos topline pri optjecanju. Prijelaz topline s grijane površine na kapljevinu koja ključa. Prirodna konvekcija
12. tjedan: Prijelaz topline zračenjem (radijacijom)
13. tjedan: Teorijske postavke prijenosa tvari. Molekularna difuzija. Prijenos tvari ekvimolarnom protustrujnom i jednokomponentnom difuzijom.
14. tjedan: Konvekcijski (vrtložni) prijenos tvari. Prijenos tvari prisilnom i prirodnom konvekcijom
15. tjedan: Međufazni prijenos tvari (prolaz tvari). Analogije prijenosa količine gibanja, prijenosa topline i prijenosa tvari.
1. Laboratorijske vježbe: Određivanje vrste strujanja i kritične Reynoldsove značajke; Primjena Bernoullijevog teorema: Dinamička i površinska mjerila protoka – baždarenje prigušnice i rotametra; Određivanje pada tlaka u cjevovodu; Određivanje brzine taloženja čestica u mirujućem fluidu. Određivanje karakteristika fluidiziranog sloja; Određivanje koeficijenta prolaza topline; Složeni prijenos topline zračenjem i konvekcijom; Međufazni prijenos tvari.

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Prisustvovanje predavanjima i seminarima u iznosu od 80 % ukupne satnice, laboratorijske vježbe 100 %.

Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta):

Pohađanje nastave	1.5	Istraživanje	0.0	Praktični rad	0.5
Eksperimentalni rad	0.5	Referat	0.0	Pripreme za kolokvij iz vježbi	0.5
Esej	0.0	Seminarski rad	0.0
Kolokviji	0.0	Usmeni ispit	1.2
Pismeni ispit	0.8	Projekt	0.0

Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu

Student može položiti cjelokupni ispit putem testova tijekom semestra. Ti testovi omogućuju studentu da se oslobodi i samo određenog dijela ispita (ili pismenog ili usmenog ). Prag prolaznosti je 55%. Studenti koji nisu položili ispit putem testova polažu ispit u redovitim ispitnim terminima. Taj ispit se također sastoji od pismenog i usmenog dijela. Prag prolaznosti pismenog dijela ispita je 55%. U sveukupnoj ocjeni pismeni ispit ima udio 25 %, a usmeni 45%. Laboratorijske vježbe (uspješnost 50-100%) učestvuju u ocjeni 30 %.
Princip ocjenjivanja: 55%-65% - dovoljan, 66%-77% - dobar,78%-89% -vrlo dobar, 90%-100% - izvrstan.

Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija)

Naslov	Broj primjeraka u knjižnici	Dostupnost putem ostalih medija
W. J. Beek, K. M. K. Muttzall, J. W. van Heuven, Transport Phenomena, 2nd ed., J. Wiley and Sons Inc., London, 1999.	3
N. Kuzmanić, Prijenos tvari i energije, Priručnik za predavanja (za unutarnju uporabu), Kemijsko-tehnološki fakultet u Splitu, Split, 2012.	0	Web stranice KTF-a
R. Byron Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd ed., J. Wiley and Sons Inc., New York, 2002.	2
J. Welty, J. W. Wicks, R. E. Wilson, G. L. Rorrer, Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, 5th ed., J. Wiley & Sons Inc., New York, 2007.	2

Dopunska literatura

E. Mitrović-Kessler: Prijenos tvari i energije, Tehnološki fakultet Split, Split, 1991.

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

Praćenje kvalitete i uspješnosti izvođenja nastave i usvajanja znanja (vještina), prati se na razini: (1) nastavnika, prihvaćanjem sugestija polaznika i kolega, (2) fakulteta, provođenjem anketiranja polaznika o kvaliteti nastave.

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)