Faglig innhold

Fysiske og kjemiske forandringer skjer i vårt daglige liv (f.eks. matlaging), i biologiske systemer (f.eks. vevsvekst eller blodstrøm), i miljøet (f.eks. nedbør) og i industrielle prosesser (f.eks. karbonfangst eller avløpsrensing). For å kunne utforme prosesser i industrien må man forstå de grunnleggende prinsippene som styrer industrielle prosesser, for eksempel blanding, oppvarming/kjøling, destillasjon, væsketransport, separasjon og reaksjoner. Disse konseptene er viktige for utformingen av bærekraftige prosesser i industrien som minimerer energiforbruk og avfallsproduksjon, samtidig som effektiviteten maksimeres.

Grunnleggende prinsipper innen kjemiteknikk introduseres og anvendes gjennom praktiske laboratorier (fysisk og Python) som er relevante for industrien. Spesifikke tema inkluderer masse- og energibalanser, fluidmekanikk, termodynamikk, varmetransport og mekaniske separasjonsprosesser (sedimentasjon, sentrifugering, gassrensing, filtrering og flotasjon).

Læringsutbytte

Etter fullført emne vil studentene kunne:

• Beskrive balanseprinsippet for masse og energi
• Beskrive termodynamikkens første og andre lov
• Beskrive prinsipper for fluidstatikk: trykk, oppdrift og Pascals lov
• Beskrive prinsipper for fluiddynamikk: laminær og turbulent strømning, Reynoldstallet og friksjon
• Identifisere typer kjemiteknisk utstyr (f.eks. pumper, kompressorer, turbiner, og dyser) og endringer til kinetisk energi, potensiell energi, og entalpi
• Definere varmeoverføringsmekanismer ved hjelp av konduksjon, konveksjon, og stråling
• Forklare prinsipper for varmevekslere, liste opp typer (geometri og strømmende væske), og definere logaritmisk midlere temperatur
• Liste opp typer og karakteristikker ved mekaniske separasjonsprosesser
• Forklare prinsipper for separasjonsprosesser

Basert på kunnskapen og forståelsen ovenfor skal studenten kunne:

• Anvende problemløsningsmetoder på problemer innen kjemiteknikk
• Lage enkle skisser av aktuelle prosesser (flytskjemaer)
• Anvende masse- og energibalanser på lukkede og åpne systemer ved stasjonære og transiente tilstander
• Anvende termodynamikkens første og andre lov for varmekraftmaskiner og kjølere
• Bruke tekniske diagrammer, som f.eks. Moodys diagram
• Utføre beregninger for prosessdesign ved hjelp av kunnskap om masse-/energibalanser, fluidmekanikk, termodynamikk og varmeoverføring
• Bruke Python til enkel numerisk modellering
• Utføre enkle laboratorieforsøk og skrive enkle labrapporter

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, øvinger og laboratoriearbeid med obligatorisk oppmøte. Adgang til eksamen forutsetter at 70% av regneøvingene og rapport for laboratoriedelen er godkjent. Forelesninger: 4 t pr uke, Øvinger: 2 t pr uke, Laboratoriearbeid: 18 timer.

Obligatoriske aktiviteter

• Lab
• Øvinger

Spesielle vilkår

Forkunnskapskrav

Krever opptak til studieprogram: Ingeniør, kjemi og materialteknologi (BIKOM)

Kursmateriell

Geankoplis, C. J. et al. Transport Processes and Separation Process Principles, Pearson, 5. utg, 2024. Utlevert materiale.

Studiepoengreduksjon