course-details-portlet

TMT4209 - Transportprosesser i metallurgiske- og elektrokjemiske systemer

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Samlet karakter
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Skriftlig eksamen 70/100 4 timer D
Presentasjon 30/100 20 minutter D

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

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
Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Høyere grads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  HØST 2024

Undervisningsspråk: Engelsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Materialteknologi
  • Materialteknologi og elektrokjemi
  • Prosessmetallurgi
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator: Faglærer(e):

Ansvarlig enhet
Institutt for materialteknologi

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Samlet karakter

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Høst ORD Presentasjon 30/100 D 13.12.2024 09:00
Rom Bygning Antall kandidater
Høst ORD Skriftlig eksamen 70/100 D 26.11.2024 09:00 INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
SL520 Sluppenvegen 14 15
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.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU