GERİ DÖN
Ders Öğretim Planı
| Dersin Kodu | Dersin Adı | Dersin Türü | Yıl | Yarıyıl | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|
| 9103056152011 | Transport Phenomena- Advanced Topics | Ders | 1 | 1 | 6,00 |
Dersin Seviyesi
Doktora
Dersin Sunulduğu Dil
İngilizce
Dersin Amacı
Bu ders, Newton ve Newton kuralına uymayan akışkanlar için kararlı ve kararsız halde momentum, ısı ve kütle transfer denkliklerinin türetilmesini ve çözümünü içerir. Momentum, ısı ve kütle transfer işlemleri ile ilgili temel kavramlar verilerek, bu işlemlerin model denkliklerinin türetilmesi, sınır koşullarının belirlenmesi ve çözümlerinin yapılmasıdır.
Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Prof. Dr. Şerife Şeref HELVACI, Dr. Öğr. Üyesi Berrin İKİZLER
Öğrenme Çıktıları
| 1 | Momentum, ısı ve kütle transferinin benzerliklerini, akışkanların moleküler temellerine dayandırarak kavrayabilme. |
| 2 | İlgili sistem ve/veya kontrol hacmini seçebilme, makro ve/veya mikro denklik yazabilme becerisini geliştirebilme. |
| 3 | Makroskopik ve mikroskopik denklikler arasındaki farklılıkları kavrayabilme. |
| 4 | Verilen bir sistem için momentum, ısı ve/veya kütle transferi modelini veya modellerini tasarlayabilme; model denkliklerini türetebilme ve bu denkliklerin çözümünü elde edibilme; çözümlerdeki sabitleri bulmak için gerekli başlangıç ve/veya sınır koşullarını belirleyebilme. |
| 5 | Momentum, ısı ve kütle transferinde moleküler ve kitlesel transfer mekanizmalarını kavrayabilme. |
| 6 | Analitik/nümerik teknikler kullanabilme; bu teknikleri momentum, ısı ve kütle transferini tanımlayan denkliklerin çözümünde kullanabilme. |
| 7 | Transport denkliklerinin türetilebilmesi için temel prensip ve kavramlar ile denklem yapılarını kavrayabilme. |
| 8 | Transport özellikleri ve transfer katsayılarının fiziksel anlamlarını anlayabilme. |
| 9 | Hız ve denge prosesleri arasındaki farklılıkları kavrayabilme. |
Öğretim Sistemi
Birinci Öğretim
Dersin Ön Koşulu Olan Dersler
Yok
Ders İçin Önerilen Diğer Hususlar
Yok
Dersin İçeriği
Hız ve Denge Prosesleri, Moleküler ve Kitlesel (Konvektif) Transport, Model denklemlerin oluşturulma esasları, Denklem Tipleri, Adi ve Kısmi Diferansiyel Denklemler, Makroskopik ve mikroskopik denge ile ilgili hatırlatmalar; Kararlı Halde Transport Denklikleri: İç üretimli ve iç üretimsiz bir veya çok boyutlu transport denkliklerinin türetilmesi ve çözülmesinin özetlenmesi; Kararsız Halde Transport Denklikleri: İç üretimli ve iç üretimsiz bir veya çok boyutlu transport denklikleri; Newton kuralına uymayan Akışkanlarda Momentum Transferi: Reolojik Modeller, Değişik koordinat sistemlerinde Newton olmayan akışkanlar için yazılan momentum denkliklerinin çözümü; Çok boyutlu Momentum, Isı ve Kütle Transferi-Navier Stokes’ denklemleri;Eş Anlı Momentum, Isı ve Kütle Transferi: Sınır tabaka tanımları ve ilgili diferansiyel denklemler ve yaklaşık çözümleri, Kapalı ve serbest yüzeyli sistemlerde laminar ve türbülanslı rejimde momentum, ısı ve kütle transferi. Fazlar arası momentum, ısı ve kütle transferi. Tanımlar, modeller ve transfer katsayısı düzeltmeleri; Taneli ve Çok Fazlı Akım ile ilgili Transport Denkliklerine Giriş.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
| Hafta | Konular (Teorik) | Öğretim Yöntem ve Teknikleri | Ön Hazırlık |
|---|---|---|---|
| 1 | Hız ve Denge Prosesleri, Moleküler ve Kitlesel (Konvektif) Transport, Model denklemlerin oluşturulma esasları, Denklem Tipleri, Adi ve Kısmi Diferansiyel Denklemler, Makroskopik ve mikroskopik denge ile ilgili hatırlatmalar. | ||
| 2 | Kararlı Halde Tek Boyutlu İç üretimli ve iç üretimsiz Moleküler ve Konvektif Transport Denkliklerinin türetilmesi ve çözülmesi. | ||
| 3 | Kararlı Halde Çok Boyutlu İç üretimli ve iç üretimsiz Moleküler ve Konvektif Transport Denkliklerinin türetilmesi ve çözülmesi. | ||
| 4 | Newton kuralına uymayan Akışkanlarda Momentum Transferi: Reolojik Modeller, Değişik koordinat sistemlerinde Newton olmayan akışkanlar için yazılan momentum denkliklerinin çözümü. | ||
| 5 | Çok boyutlu Momentum, Isı ve Kütle Transferi-Navier Stokes’ denklemleri | ||
| 6 | Kararlı Halde Momentum, Isı ve Kütle Transferi ile İlgli Uygulamalar. | ||
| 7 | Kararsız Halde Transport Denklikleri: İç üretimli ve iç üretimsiz bir veya çok boyutlu transport denklikleri. | ||
| 8 | ARA SINAV | ||
| 9 | Kararsız Halde Momentum, Isı ve Kütle Transferi ile İlgili Uygulamalar. | ||
| 10 | Eş Anlı Momentum, Isı ve Kütle Transferi: Sınır tabaka tanımları ve ilgili diferansiyel denklemler ve yaklaşık çözümleri, Kapalı ve serbest yüzeyli sistemlerde laminar ve türbülanslı rejimde momentum, ısı ve kütle transferi. | ||
| 11 | Eş Anlı Momentum, Isı ve Kütle Transferi ile İlgili Uygulamalar. | ||
| 12 | Fazlar arası momentum, ısı ve kütle transferi. Tanımlar, modeller ve transfer katsayısı düzeltmeleri. | ||
| 13 | Transport Olaylarında Asimtotik Yaklaşımlar: Serbest Yüzeyli Film ve viskoz (Lubricating) Akışlarda ince boşluk yaklaşımı. (Proje çalışması ve sunum) | ||
| 14 | Bir Nesne çevresinden sürünen akış (Creeping flow) | ||
| 15 | Taneli ve Çok Fazlı Akım ile ilgili Transport Denkliklerine Giriş. | ||
| 16 | FİNAL SINAVI |
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
DERS KİTAPLARI: 1. Glasgow, L.A., Transport Phenomena- An Introduction to Advanced Topics, John wiley and Sons, Inc., New Jersey, 2010. 2. Leal, L. G., Advanced Transport Phenomena-Fluid Mechancis and Convective Transport Porcesses, Cambridge University press, 2007 3. Bird, R.B., Steward, W.E., Lightfoot, E.N., “Transport Phenomena”, John Wiley and Sons, Inc., New York, 2. Baskı, 2002. 4. Sharma, K. R., Transport Phenomena in Biomedical Engineering-Artificial Organ Design and Development and Tissue Engineering, 2010. 5. Tosun, İ., “Modeling in Transport Phenomena- A Conceptual Approach”, 2. Baskı., Elsevier Science &Technology Books, 2007 6. Fahien, R.W., “Fundamentals of Transport Phenomena”, McGraw-Hill, New York, 1983. 7. Mickley, H.S., Sherwood, T.S., Reed, C.E., “Applied Mathematics in Chemical Engineering, McGraw-Hill, New York, 1975. 8. Crank, J., “Free and Moving Boundary Problems”, Clarendon Press, Oxford, 1988. 9. . Peker, S.M., Helvacı, Ş.Ş., Solid-Liquid Two Phase Flow. Elsevier Publishing Co., Amsterdam, 2008. 10. Ramkrishna, D., “Population Balances-Theory and Applications to Particulate Systems in Engineering”, Academic Press, Amerika Birleşik Devleti, 2000 11.Salman, A.D., Ghaidiri, B., Hounslow, M.J. (editörler),”Particle Breakage in Handbook of Powder Technology, Williams, J.C, Allen, T (editörler), vol.12, Elsevier, Hollanda, 2007. 12. Marchisio, D.L., Fox, R.O., “Multiphase Reaction Flows: Modeling and Simulation”, SpringerWien- NewYork, 2007 ÖNERİLEN DİĞER KAYNAKLAR: Konu ile ilgili dergilerde yayımlanmış makaleler. YARDIMCI KİTAP: 1. Peker, S., Helvacı, Ş.Ş., Akışkanlar Mekaniği: Kavramlar, Problemler, Çözümler, 3. Baskı, Literatür Yayıncılık, Ltd., 2013
Planlanan Öğrenme Aktiviteleri ve Metodları
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 |
| Rehberli Problem Çözümü | 6 | 1 | 6 |
| Problem Çözümü | 6 | 2 | 12 |
| Tartışma | 14 | 0 | 7 |
| Soru-Yanıt | 14 | 0 | 7 |
| Takım/Grup Çalışması | 6 | 2 | 12 |
| Proje Hazırlama | 3 | 3 | 9 |
| Proje Sunma | 1 | 1 | 1 |
| Bireysel Çalışma | 14 | 2 | 28 |
| Ödev Problemleri için Bireysel Çalışma | 14 | 2 | 28 |
| Ara Sınav İçin Bireysel Çalışma | 1 | 7 | 7 |
| Final Sınavı içiin Bireysel Çalışma | 1 | 7 | 7 |
| Okuma | 14 | 1 | 14 |
| Toplam İş Yükü (saat) | 186 | ||
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
| PÇ 1 | PÇ 2 | PÇ 3 | PÇ 4 | PÇ 5 | PÇ 6 | PÇ 7 | |
| ÖÇ 1 | 5 | 3 | |||||
| ÖÇ 2 | 5 | 3 | 3 | ||||
| ÖÇ 3 | 5 | 4 | 3 | 5 | |||
| ÖÇ 4 | 5 | 3 | |||||
| ÖÇ 5 | 5 | 4 | |||||
| ÖÇ 6 | 5 | 3 | |||||
| ÖÇ 7 | 5 | ||||||
| ÖÇ 8 | 5 | 4 | 5 | ||||
| ÖÇ 9 | 5 |
* Katkı Düzeyi : 1 Çok düşük 2 Düşük 3 Orta 4 Yüksek 5 Çok yüksek