Course syllabus

Jump to today

Kurs-PM

LKT341 Strömnings- och energiteknik lp4 VT23 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Rymd-, geo- och miljövetenskap, avd. Energiteknik

 

Lärare

Examinator: Simon Harvey 

Föreläsare: Simon Harvey, Adrian Gunnarsson, David Pallarés

Övningsledare: Azka Siddiqui, Sofia Rosén, Adrian Gunnarsson

Labbhandledare: Sina Hoseinpoori

Handledare projektuppgifter: Kushagra Gupta

 

Kursens syfte

Kursen ger ingående kunskap om grundläggande fysikaliska storheter rörande strömning och värmetransport. Kursen ger inblick i grundläggande strömningslagar för framförallt endimensionella strömningsfall, samt orientering om pumpar. Kunskap ges även om olika mekanismer för värmetransport, metoder att förhindra värmetransport samt apparatur för att överföra och återvinna värmeenergi. Efter genomgången kurs skall den blivande ingenjören kunna förstå, formulera och tolka industriella problem av strömningsteknisk natur eller rörande värmeöverföring, med särskild kunskap om tillämpning på pumpar och värmeväxlare.

 

Schema

TimeEdit

LKT341- Detaljschema 2023 ver 20230227.pdf 

 

Kurslitteratur

T.L.Bergman / A.S. Lavine / F.P. Incropera / D.P. DeWitt. “Incropera’s Principles of Heat and Mass Transfer, global edition”, 8th edition, John Wiley & Sons, 2017.

Eriksson, G.:"Strömningslära - kompendium för kemiingenjörslinjen", Chalmers, 2004.

Sven-Erik Mörtstedt & Gunnar Hellsten: ”Data och diagram” 7th edition, Liber Utbildning, 1999

 

Kursens upplägg

INNEHÅLL

Kursen behandlar strömningslära och värmeöverföring ur ett för kemiingenjören lämpligt perspektiv. I strömningsläran behandlas inledningsvis den friktionsfria strömningen som kompletteras med teorin för strömningsförluster och tryckfall, med tonvikten på strömning i rörsystem. Vidare behandlas utrustning för mätning av flöde och trycket, samt pumpar för att åstadkomma flöde.
I värmeöverföringsdelen studeras de grundläggande mekanismerna, med viss tonvikt på problematik inom processindustrin, framför allt i form av värmeförluster och värmeväxlare.


Följande moment ingår:
Strömningslära: Kontinuitetsekvation; Bernoullis ekvation; Viskositet; Laminär och turbulent strömning; Reynolds tal; Hagen-Poiseuilles ekvation; Flödes- och tryckmätning; Friktionsfaktorn; Moody diagrammet; Tryckfallsberäkningar; Pumpar; Kavitation.
Energiteknik: Fouriers lag för värmeledning; Fri och påtvingad konvektion; Nusselts och Prandtls tal; Stefan-Boltzmanns lag för strålning; Termisk motstånd; Värmegenomgångstal; Isolering; Värmeväxlare; Fouling.

 

ORGANISATION

Kursen består av en teoridel på 6 hp och en laborationsdel på 1,5 hp. Teoridelen innehåller föreläsningar och övningar. Övningarna består av självstudie med hjälp av räkneövningskompendiet kombinerad med några demonstrationer av problemlösningsteknik. Samtliga moment i laborationsdelen är obligatoriska. I laborationsdelen ingår, förutom laborationer, 2 st projektuppgift och ett studiebesök.

 

Förändringar sedan förra kurstillfället

Schemat far setts över för uppnå en jämnare arbetsbelastning. Labb nr 1 (Reologi) har arbetats om för att bättre koppla mot kursens lärandemål. Innehållet i projektuppgift nr 1 har setts över för att minska arbetsbelastningen. Projektuppgifterna nr 1 och nr 2 är nu separat från varandra för att underlätta inlämning och eventuella returer. 

 

Lärandemål

Efter fullgjord kurs ska studenten kunna

  • Ställa upp och lösa stationära strömningsproblem gällande fluider i vila och i rörelse.
  • Ingående förklara och tillämpa grundläggande strömningsekvationer såsom kontinuitetsekvationen och Bernoullis ekvation
  • Beskriva och förklara laminär och turbulent strömning.
  • Beräkna och tolka Reynoldstal för olika flöden och fluider.
  • Beräkna tryckförluster i raka rörsektioner och vid delar i rörsystem (engångsförluster) komponenter
  • Förklara viktiga vätskemekaniska begrepp såsom statiska och dynamiska tryck, viskositet, hydraulisk diameter.
  • Förklara och beskriva principerna för mätning av flödeshastigheter, tryck och viskositet.
  • Förklara principen för olika typer av pumpar, deras egenskaper och utför dimensionering och val av pumpar. 
  • Ställa upp och lösa stationära värmeöverföringsproblem där en eller flera värmeöverföringsmekanismer måste beaktas samtidigt.
  • Förklara principen för dem olika värmeöverföringsmekanismer: ledning, konvektion (fri och påtvingad) och strålning.
  • Beräkna och tolka Nusselt- och Prandtlstal.
  • Förklara principen för olika typer av värmeväxlare.
  • Beskriva temperaturprofiler över värmeväxlare i med- och motströmkoppling

 

Examination

Godkänt examination. Examination sker i form av skriftlig tentamen, bestående av teoriuppgifter och beräkningsuppgifter, där betyg ges i skala 3-5.

Godkända projektuppgifter.

Godkända laborationsrapporter inklusive närvaro på laborationerna

Närvaro på studiebesök

Sista dag för inlämning av eventuella returer på projekt- och labbrapporter: 4 juni 2023.

Tentamensdatum: 

  • Ordinarie tentamen: 29 maj 2023, kl 14:00-18:00, Johanneberg
  • Omtentamen 1:  15 augusti 2023, kl 8:30-12:30, Johanneberg
  • Omtentamen 2:  v40, datum och tid meddelas senare

 

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan

Course summary:

Date Details Due