GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| 9103055091998 | Transport Processes in Heterogeneous Reactors | Seçmeli Ders Grubu | 1 | 1 | 8,00 |
Dersin Seviyesi
Yüksek Lisans
Dersin Sunulduğu Dil
İngilizce
Dersin Amacı
Dersin amacı, katı katalizörler üzerindeki akışkan faza ait reaksiyonların kinetiğini anlamaktır. Öncelikle, homojen ve heterojen hızlar arasındaki temel farklılıklar verilir. Bunu kataliz ve adsorpsiyonla ilgili genel bakış takip eder. Katı katalizörlerin fiziksel özellikleri anlatılır. Çünkü bu özellikler katalizör taneleri içindeki kütle ve enerji aktarımını etkiler. Katı katalizör yüzeyinde meydana gelen akışkan faz reaksiyonlarının kinetik ve hız ifadeleri tartışılır. Tüm bu hazırlıkla, öğrenciler heterojen işlemlerdeki aktarım etkilerini düşünecek duruma getirilir. Daha sonra sabit yataklı reaktörlerde dış fiziksel proseslerin ( ısı ve kütle) reaktör tasarımında gerekli olan global hızı nasıl etkilediği sayısal olarak incelenir. İç fiziksel proseslerin ( ısı ve kütle) etkileri, etkenlik faktörü açıklanır. Sonunda mutlak hızı global hızdan veya mutlak hızdan global hızı elde etmek için deneysel verilerin nasıl yorumlanacağı verilir.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Doç. Dr. Meral Dükkancı
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Katı katalizörler üzerindeki akışkan faza ait reaksiyonların kinetiğini ve tasarımdaki önemini anlayabilme |
| 2 | Homojen ve heterojen hızlar arasındaki temel farklılıkları öğrenme, |
| 3 | Katı katalizör yüzeyinde meydana gelen akışkan faz reaksiyonlarının kinetik ve hız ifadelerini türetebilme, |
| 4 | İzotermal ve izotermal olmayan etkenlik faktörünü tanıma |
| 5 | Sabit yataklı reaktörlerde dış fiziksel proseslerin ( ısı ve kütle) reaktör tasarımında gerekli olan global hız ifadesine etkisini öğrenebilme |
| 6 | Mutlak hızı global hızdan veya mutlak hızdan global hızı elde etmek için deneysel verileri yorumlayabilme |
| 7 | Adsorpsiyon hakkında bilgi sahibi olup katı katalizörlerin fiziksel özelliklerini ve nasıl tayin edebilme |
| 8 | İç fiziksel proseslerin ( ısı ve kütle) global hıza etkisini kavrama, reaksiyonla kütle aktarımında etkenlik faktörü kavramını öğrenme |
Öğretim Sistemi
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Reaksiyon Mühendisliği ve Kinetik & Kataliz alt yapısı önerilir.
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yok
Dersin İçeriği
Global Reaksiyon hızı. Heterojen reaksiyonların tipleri. Katalizörlerin fiziksel özellikleri. Adsorpsiyon. Katı katalizörler. Akışkan-katı katalitik reaksiyonlarda hız ifadeleri. Heterojen reaksiyonlarda dış aktarım işlemleri. Sabit yataklı reaktörlerde dış aktarım işlemleri. Gözenekli katılarda reaksiyon ve difüzyon: İç difüzyon Etkileri,Pelletlerde ısı ve kütle Aktarımı, Reaksiyonla kütle transferi; Reaksiyonla ısı ve kütle transferi, Seçimlilik üzerine iç dirençlerin etkileri. Global hız ve laboratuvar ölçekli reaktörler. Deneysel verilerin değerlendirilmesi.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Konular (Teorik) | Öğretim Yöntem ve Teknikleri | Ön Hazırlık |
|---|---|---|---|
| 1 | Global reaksiyon hızı, heterojen reaksiyon tipleri, katalitik reaksiyonların doğası ve mekanizması | ||
| 2 | Yüzey kimyası ve adsorpsiyon, adsorpsiyon izotermleri ve adsorpsiyon hızları | ||
| 3 | Katı Katalizörler:Yüzey alanı tayini, boş hacim ve katı yoğunluğu, Gözenek hacmi dağılımı, örnek problem çözümü, katalizör hazırlama | ||
| 4 | Akışkan- katı katalitik reaksiyonlarda hız ifadeleri: Adsorpsiyon, desorpsiyon ve yüzey reaksiyonu hızları | ||
| 5 | Katalizör yüzeyinde akışkan faz derişimleri cinsinden hız ifadeleri, Hız denklemlerinin kalitatif analizi, örnek problem çözümü | ||
| 6 | Kinetik verilerin kantitatif yorumu, Redoks hız ifadeleri, örnek problem çözümü | ||
| 7 | Heterojen reaksiyonlarda dış aktarım işlemleri: Sabit yataklı reaktörlerde fiziksel proseslerin gözlenen reaksiyon hızına etkisi | ||
| 8 | ARA SINAV | ||
| 9 | Dolgulu yataklarda ısı ve kütle aktarım katsayıları, dış aktarım işlemlerinin kantitatif analizi, örnek problem çözümü | ||
| 10 | Stabil işletme koşulları, dış aktarım proseslerinin seçimliliğe etkisi. | ||
| 11 | İç aktarım prosesleri, Gözenekli katalizörlerde reaksiyon ve difüzyon: Tanecik içi kütle aktarımı: Gazlarda, sıvılarda ve gözenekli katalizörlerde difüzyon, yüzey difüzyonu, örnek problem çözümü, | ||
| 12 | Pellet içi ısı aktarımı, etkin ısıl iletkenlik, Reaksiyonla kütle aktarımı: Etkenlik faktörleri | ||
| 13 | Pellet içi difüzyonun önemi, deneysel ve hesaplanmış etkenlik faktörü, iç kütle aktarımının gözlenen kinetiğe etkileri, örnek problem çözümü, | ||
| 14 | Reaksiyonla ısı ve kütle aktarımı, izotermal olmayan etkenlik faktörleri, iç kütle aktarımının seçimliliğe etkisi, örnek problem çözümü, | ||
| 15 | Laboratuar reaktörleri, Deneysel verilerin yorumu, global hızın hesabı, örnek problem çözümü, | ||
| 16 | FİNAL SINAVI |
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
DERS KİTABI:, J.M.Smith, “Chemical Engineering Kinetics”, McGraw Hill, YARDIMCI KİTAPLAR: 1. H.S. Fogler, “Elements of Chemical Reaction Engineering”, Prentice Hall 2. G.F. Froment, K.B.Bischoff, “Chemical Reactor Analysis ve Design”, John Wiley ve Sons, 3. O.Levenspiel, “Chemical reaction Engineering”, John Wiley ve Sons
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
Etkinlikler ayrıntılı olarak "Değerlendirme" ve "İş Yükü Hesaplaması" bölümlerinde verilmiştir.
Değerlendirme
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | Adet | Değer |
|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | Adet | Değer |
| Final Sınavı | 1 | 100 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl (Yıl) İçi Etkinlikleri | 40 | |
| Yarıyıl (Yıl) Sonu Etkinlikleri | 60 | |
Staj Durumu
Yok
İş Yükü Hesaplaması
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi (saat) | Toplam İş Yükü (saat) |
|---|---|---|---|
| Ara Sınav | 1 | 3 | 3 |
| Final Sınavı | 1 | 3 | 3 |
| Derse Katılım | 14 | 3 | 42 |
| Problem Çözümü | 14 | 3 | 42 |
| Tartışma | 10 | 2 | 20 |
| Ödev Problemleri için Bireysel Çalışma | 2 | 10 | 20 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 40 | 40 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 65 | 65 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 235 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | |
| ÖÇ 1 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 | |
| ÖÇ 2 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 | |
| ÖÇ 3 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 | |
| ÖÇ 4 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 | |
| ÖÇ 5 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 | |
| ÖÇ 6 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 | |
| ÖÇ 7 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 | |
| ÖÇ 8 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 3 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek