IRK11014 Kjemiteknikk (Vår 2015)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Undervisningssemester

2. semester (vår)

Studentens læringsutbytte etter bestått emne

Kunnskap:
Studenten kan

• forklare prinsippene til strømningsteknikk (laminær, turbulent strømning, viskositet) og hydrodynamikk i typisk kjemi/ biokjemiprosessanlegg
• forklare prinsippene til prosessutstyr som varmeveksler, ventil, pumpe, kompressor, røreverk
• sammenligne forskjellige strømningsmålingsmetoder og identifisere passende metode basert på fluidtype og prosesskonfigurasjon
• forklare prinsippene og beregne på destillasjon, absorpsjon, adsorpsjon og ekstraksjonsprosesser
• sammenligne forskjellige enhetsoperasjoner og identifisere passende separasjonsmetode
• sammenligne resultater fra eksperimenter og drøfte årsaker til forskjell mellom teoretiske og praktiske verdier

Ferdigheter:
Studentene kan

• håndtering av kjemikalier, sikkerhetsdatablad (MSDS), vurdering og sikkerhet på laboratoriet
• dokumentasjon av laboratorieforsøk
• gjennomføre enkle beregninger for å estimere energiforbruk i forskjellige prosesser med utstyr som pumper, kompressorer og røreverk
• gjennomføre enkle hydrodynamiske beregninger
• gjennomføre beregninger av ulike type varmevekslere - beregninger for både operasjonelle verdier som forbruk av kjøle-/varmemedium og design som størrelse
• gjennomføre beregninger av forskjellige enhetsoperasjoner - beregninger for både operasjonelle verdier som utbytte og designparameterne som størrelse av apparatur
• utføre enkle oppgaver med varmevekslere og destillasjonskolonne i laboratorium selvstendig

 Generelle kompetanse:
Studenten

• kan gjennomføre enkle kjemiske forsøk
• har et bevisst forhold til etiske og miljømessige konsekvenser
• kan vurdere og formidle resultater fra kjemi laboratorieforsøk både skriftlig og muntlig
• kan lese og tolke vitenskapelige tekster og diagrammer innen kjemiteknikkfaget (engelsk og norsk)
• har praktisk skjønn og kan gjennomføre enkle beregninger for å kunne bedømme kjemitekniske resultater fra avanserte dataprogrammer eller fra andre ingeniører
• kan forklare operasjonsprinsippene til typiske utstyr og apparater i et vanlig kjemiprosessanlegg
• kan inhente aktuell litteratur og formidle kjemitekniske resultater i skriftlig og muntlig format

Innhold

Emnet gir kjennskap til fundamentale prinsipper og enkle beregninger av vanlige kjemitekniske enhetsoperasjoner og apparatur. Strømningsteknikk og hydrodynamikk med prosessutstyr som strømningsmåler, ventil, pumpe, kompressor og røreverk. Varmeoverføring med prosessutstyr som mangerørs- og platevarmeveksler.

Følgende tema vil bli berørt:

• Måleenheter
• Strømningslære: strømning av fluider i lukkede rør og kanaler, bernoullis ligning, friksjonstap i armatur og fittings.
• Pumper, kompressorer og vifter.
• Røring
• Faseegenskaper til væsker og gasser, Mollier-diagram
• Destillasjon
• Akademisk skriving av rapporter
• Varmeoverføring, varmeledning, konveksjon, stråling, varmevekslere.
• Gassresnemetoder: Sykloner, posefilter, elektrofilter, gassvaskere, dråpefangere
• Enhetsoperasjoner og prosesser knyttet mot prosessindustrien
• Dimensjonsanalyse
• Sedimentasjonsprosesser
• Destillasjonsprosesser
• Gassabsorpsjon
• Adsorpsjon
• Ekstraksjon
• Luftkondisjonering
• Kjøleanlegg og varmepumper
• Forbrenningsprosesser
• Rankine,- Ott- og Dieselprosessen. Gassturbiner, kombinerte kraftanlegg.

Undervisnings- og læringsformer

Emnet undevises ved bruk av forelesninger, selvstudium, laboratoriearbeid, utarbeidelse av tekniske rapporter og obligatoriske øvinger. Det fokuseres på akademisk skriving av rapporter. Som en del av undervisningen forventes det at studentene deltar på bedriftsbesøk. Tema som blir tatt opp på bedriftsbesøkene kan bli etterprøvd på eksamen.

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

Eksamen

Skriftlig eksamen og mappevurdering

3 timers skriftlig skoleeksamen.
Tillatte hjelpemidler: Selvskrevet sammendrag på én A4 side, Book of Data, Hellsten og Mørstedt: Energi- og kjemitekniske formler og tabeller og godkjent kalkulator.

Mappevurdering: Innlevering av tekniske rapporter, rapporter fra store oppgaver og laboratorieoppgaver som studenten har jobbet med i løpet av studiet medbringes til eksamen. Minst en laboratorieoppgave skal besvares på engelsk. Et utvalg av disse leveres inn sammen med skriftlig eksamen.

Det gis en samlet karakter på skriftlig eksamen og mappe (innleverte rapporter og oppgaver).
Det gis bokstavkarakter A - F, hvor A er beste karakter og F er ikke bestått.

Evaluering av emnet

Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter.
Skriftlig sluttevaluering av emnet.

Litteratur

Litteraturlisten er sist oppdatert 08.04.2013:

Endringer i litteraturlisten må påregnes grunnet utviklingen i faget. Dette innebærer at ny litteratur kan komme inn til erstatning for eldre litteratur. I tillegg vil sekundær litteratur komme til.

Arnvid S. Roald "Kjemiteknikk I" (siste utgave)

Arnvid S. Roald "Kjemiteknikk II" (siste utgave)

Utdrag fra CHEMICAL AND ENERGY PROCESS ENGINEERING av Sigurd Skogestad,  Published by CRC Press (Taylor & Francis Group) 2009 (Published August 2008),ISBN 9781420087550

Utdrag fra Cengel,Turner and Cimbala, Thermal-Fluid Science, McGraw-Hill, 4. ed., 2012 (eller siste utgave hvis dette er tilgjenglig ved studiestart)

Forelesningsreferater og utlevert litteratur

Hellsten og Mørstedt: Energi- og kjemitekniske formler og tabeller

Mollier: h-s diagram for vanndamp.

Læreboken i generell kjemi