Στοιχεία Μαθήματος
Μεταφορά Μάζας
Το μάθημα δεν θα διδαχθεί σε αυτό το εξάμηνο
Λεπτομέρειες Μαθήματος
Στόχος του μαθήματος είναι η εκπαίδευση των φοιτητών σε θέματα μεταφοράς μάζας όπου κατά κύριο λόγο η μεταφορά μιας χημικής ουσίας μεταφέρεται από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης σε περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης με οδηγούσα δύναμη τη διαφορά συγκέντρωσης. Οι φοιτητές μαθαίνουν να καταστρώνουν τα ισοζύγια μάζας, προσδιορίζουν την διαφορική εξίσωση που διέπει το πρόβλημα, επιλέγουν τις σωστές συνοριακές (ή οριακές και αρχικές) συνθήκες και μαθαίνουν να υπολογίζουν την κατανομή της συγκεντρώσεως κατά μήκος της κίνησης του 'υπό εξέταση' συστατικού και τους ρυθμούς μεταφοράς μάζας. Στο τέλος του μαθήματος (2-3 εβδομάδες) οι φοιτητές αποκτούν γνώσεις για την μεταφορά μάζας σε πορώδη υλικά και επιλύουν αντίστοιχα προβλήματα.
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
- Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Για την παρακολούθηση του μαθήματος ενθαρρύνεται ο/η φοιτητής/τρια να φρεσκάρει τις βασικές γνώσεις φαινομένων μεταφοράς (Ροή Ρευστών και Μεταφορά Θερμότητας). Επίσης θα χρησιμοποιηθούν γνώσεις από το μάθημα 'Ισοζύγια Μάζας και Ενέργειας'.
Αναλυτικά το μάθημα περιλαμβάνει τις εξής ενότητες:
ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Ορισμός συγκεντρώσεων, ταχυτήτων και ειδικών ρυθμών παροχής. Νόμος του Fick. Φαινομενολογική θεωρία μοριακής διάχυσης. Συντελεστής διάχυσης: αέρια, υγρά και στερεά μέσα. Διαφορικές εξισώσεις μεταφοράς μάζας (ισοζύγια). Συνήθεις συνοριακές και οριακές συνθήκες.
ΜΟΡΙΑΚΗ ΔΙΑΧΥΣΗ: Κατανομές συγκέντρωσης σε στερεά και ηρεμούντα ρευστά. Μόνιμη και μεταβατική μοριακή διάχυση. Ακριβείς αναλυτικές λύσεις πρότυπων προβλημάτων, μόνιμης και μεταβατικής μοριακής διάχυσης.
ΔΙΑΧΥΣΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ: Διάχυση με ομογενή χημική αντίδραση. Διάχυση με ετερογενή αντίδραση. Σχετική επίδραση των ρυθμών μεταφοράς μάζας και αντίδρασης.
ΔΙΑΧΥΣΗ ΣΕ ΠΟΡΩΔΗ ΥΛΙΚΑ: Μοριακή διάχυση σε πορώδη υλικά. Διάχυση κατά Knudsen. Επιφανειακή διάχυση. Σύνθεση.
ΔΙΑΧΥΣΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΣΕ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟΥΣ ΚΟΚΚΟΥΣ. ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΣΤΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΜΑΖΑΣ: Θεωρία διαχύσεως σε αέρια υπό χαμηλή πίεση, διάχυση κατά Knudsen, διάχυση σε διμερή μίγματα, διάχυση σε συμπαγή στερεά, διάχυση σε πορώδη σώματα και διάχυση σε πολυσυστατικά μίγματα.
ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΜΑΖΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΗ: Διαστατική ανάλυση και ομοιότητα. Συναγωγή με χαμηλούς και υψηλούς αριθμούς Reynolds και Peclet. Συντελεστής μεταφοράς μάζας. Αναλογίες μεταφοράς μάζας, θερμότητας και γραμμικής ορμής. Αναλογίες του Colburn και του von Karman.
ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΜΑΖΑΣ ΜΕΣΩ ΔΙΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ: Συντελεστής καταμερισμού. Συντελεστές μεταφοράς μάζας. Φαινόμενα τύπου Marangoni.
ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΜΑΖΑΣ ΜΕ ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΑΓΩΓΗ: Επίδραση της μεταβαλλόμενης πυκνότητας του ρευστού στη ροή και την κατανομή της συγκέντρωσης.
Λέξεις-κλειδιά: Διάχυση, συντελεστές διάχυσης, μοριακή διάχυση, διάχυση μάζας με συναγωγή, διάχυση σε πορώδη υλικά, Νόμος του Fick.
Χρήση Η/Υ και video projector
Οργάνωση Διδασκαλίας
|
Δραστηριότητα |
Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου |
|---|---|
|
Διαλέξεις |
26 |
|
Φροντιστήρια |
13 |
|
Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας |
65 |
Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):
Γλώσσα αξιολόγησης είναι η Ελληνική.
Η αξιολόγηση περιλαμβάνει Γραπτή Εργασία.
Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά στο φύλλο μαθήματος στον Οδηγό Σπουδών.
- Ι. Κούκος, «Μεταφορά Μάζας με στοιχεία Φυσικών Διεργασιών», Εκδόσεις Α.Τζιόλα & Υιοι Ο.Ε, Θεσ/νικη, 2017.
- Βασιλική Λυγερού, Διονύσης Ασημακόπουλος, Γεώργιος Αραμπατζής, "Μεταφορά Μάζας", Εκδόσεις Α. Παπασωτηριου & Σια Ο.Ε., Αθήνα, 2005
- Robert S Brodkey., Harry C Hershey, "Φαινομενα Μεταφορας" (Μεταφρ.), Εκδόσεις Α.Τζιόλα & Υιοι Ο.Ε, Θεσ/νικη, 2011