Στοιχεία Μαθήματος
Τεχνική Θερμοδυναμική και Ισοζύγια
Το μάθημα δεν θα διδαχθεί σε αυτό το εξάμηνο
Λεπτομέρειες Μαθήματος
1. Η κατανόηση από τους φοιτητές της έννοιας του γενικευμένου ισοζυγίου σε διεργασίες Χημικής Μηχανικής για οποιοδήποτε μέγεθος με μετρήσιμες μεταβολές (όπως ποσότητα υλικού, ενέργεια, εντροπία) και η εξοικείωση με την κατάστρωση και επίλυση των αντίστοιχων ισοζυγίων.
2. Η εξάσκηση στην εύρεση θερμοδυναμικών ιδιοτήτων των υλικών (όπως η πυκνότητα, η ειδική ενθαλπία και εντροπία, η πρότυπη ενθαλπία χημικών αντιδράσεων), που απαιτούνται στην επίλυση των ισοζυγίων από δεδομένα διαθέσιμα στη βιβλιογραφία, υπό μορφή εξισώσεων, διαγραμμάτων και πινάκων.
3. Η απόκτηση, μέσα από την επίλυση προβλημάτων, μιας εικόνας από τις ποικίλες διεργασίες και εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας ή την ψύξη, την αποτελεσματική μετατροπή ενέργειας από μια μορφή σε άλλη, και την προστασία του περιβάλλοντος.
Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
Λήψη αποφάσεων
Αυτόνομη εργασία
Τυπικά δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Χρειάζονται βασικές γνώσεις από τα μαθήματα: Μαθηματικά, Γενική & Ανόργανη Χημεία, Οργανική Χημεία, Θερμοδυναμική Ι και ΙΙ.
1.Σύντομη επανάληψη της έννοιας των ισοζυγίων: Σημασία των ισοζυγίων για τουςΧημικούς Μηχανικούς - εισαγωγή στους τεχνικούςυπολογισμούς.
2. Ισοζύγια υλικών: Εφαρμογέςσε απλά και σύνθετα συστήματα με και χωρίς αντιδράσεις. Βιομηχανικές εφαρμογές (Ανακύκλωση- ΠαράκαμψηκαιΚαθαρισμός).
3.Υπολογισμοί μεταβολών θερμοδυναμικών ιδιοτήτων: Εμπειρικές καταστατικές εξισώσεις. Πολυπαραμετρικές συσχετίσεις αντιστοίχων καταστάσεων ( συσχέτιση Lee- Kessler, συσχέτιση Pitzer, ή διαγράμματα Nelson-Obert). Yπολογισμός μεταβολώνενθαλπίας και εντροπίας από δεδομένα καταστατικών εξισώσεωνκαι ειδικής θερμότητας. Θερμοδυναμικά διαγράμματα, Πίνακες ατμών.Εφαρμογή συσχετίσεων αντιστοίχων καταστάσεων για τον υπολογισμό ΔΗ, ΔS μέσω των υπολειπόμενων ιδιοτήτων.
4.Ισοζύγια υλικών και ενέργειας: Εφαρμογές σε συστήματα με και χωρίς χημικές αντιδράσεις.
5. Ένα νέο ισοζύγιο: Ισοζύγιο εντροπίας: Εντροπία και αντιστρεπτότητα. Έργο και θερμότητα. Διαφορικά ισοζύγια εντροπίας για ανοιχτά και κλειστά συστήματα. Διαθέσιμη ενέργεια. Εφικτότητα διεργασίας.
6. Συνδυασμός ισοζυγίων υλικών, ενέργειας και εντροπίας. Θερμοδυναμική ανάλυση διεργασιών: Μηχανές και εργοπαραγωγοί (θερμοδυναμικοί) κύκλοι. Κύκλοι Carnot, Rankine, Stirling, Erickson, και Brayton. Θερμοδυναμικός βαθμός απόδοσης διεργασίας. Ισεντροπικός συντελεστής στροβίλου ή συμπιεστή. Βελτιστοποίηση διεργασίας. Εφαρμογές σε συστήματα παραγωγής ισχύος. Εφαρμογές σε συστήματα θέρμανσης, ψύξης, υγροποίησης, και παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Διεργασία Linde. Γενική διάταξη ατμοηλεκτρικού σταθμού. Ψυκτικοί κύκλοι και αντλίες θερμότητας. Σχεδιασμός εναλλάκτη θερμότητας. Ενέργεια που απελευθερώνεται λόγω αστοχίας διεργασίας ή εξοπλισμού.
Χρήση ιστοσελίδων, πινάκων και διαγραμμάτων
Οργάνωση Διδασκαλίας
|
Δραστηριότητα |
ΦόρτοςΕργασίας Εξαμήνου |
|---|---|
|
Διαλέξεις |
65 |
|
Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας(Τεχνικές Επίλυσης προβλημάτων) |
90 |
|
Εξετάσεις |
3 |
Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):
Γλώσσα αξιολόγησης είναι η Ελληνική.
Η αξιολόγηση περιλαμβάνει: Επίλυση Προβλημάτων (Γραπτή Εξέταση) (100%)
Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά στο eclass του μαθήματος: https://eclass.upatras.gr/courses/CMNG2196/ και στο φύλλο μαθήματος στον Οδηγό Σπουδών.
- D.M.Himmelblau , J.B.Riggs , “Βασικές Αρχές και Υπολογισμοί στη Χημική Μηχανική”, 8η Έκδοση(Μετάφραση Γ.Μαρνέλος), Εκδ. Τζιόλα (2016).
- J.M.Smith , H.C. van Ness, M.M. Abbott,“Εισαγωγή στη Θερμοδυναμική”, 7η Έκδοση (Μετάφραση Α. Βροντελή, Π.Τσιακάρας), Εκδ. Τζιόλα (2011).
- Υ.Α. Cengel, M.A.Boles, “Θερμοδυναμική για Μηχανικούς”, 7η Έκδοση (ΜετάφρασηΠ. Τσιακάρας, Ε. Κότσιαλος), Εκδ. Τζιόλα (2011).