Course syllabus

Kurs-PM

LKT341 LKT341 Strömnings- och energiteknik lp4 VT24 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Rymd-, geo- och miljövetenskap

 

Kontaktuppgifter

Examinator: Teresa Berdugo Vilches (berdugo@chalmers.se)

Föreläsare Strömningslära: Teresa Berdugo Vilches, (berdugo@chalmers.se)

Föreläsare Energiteknik: Värmeöverföring- David Pallares (david.pallares@chalmers.se)

                                          Värmeväxlare- Simon Harvey (simon.harvey@chalmers.se)

Övningsledare: Erik Augustsson (erikau@student.chalmers.se)

Labbhandledare: Sina Hoseinpoori (sinaho@chalmers.se), Iacopo Aloisi (iacopo@chalmers.se)

Handledare projektuppgifter: Kushagra Gupta (kushagra.gupta@chalmers.se)

 

Kursens syfte

Kursen ger ingående kunskap om grundläggande fysikaliska storheter rörande strömning och värmetransport. Kursen ger inblick i grundläggande strömningslagar för framförallt endimensionellaströmningsfall, 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 särskildkunskap om tillämpning på pumpar och värmeväxlare.

Schema

TimeEdit

LKT341-Detaljschema 2024 uppdaterad2024-04-03.pdf

Obs! Skulle TimeEdit och Detaljschemat visa olika gäller Detaljschemat.

 

Kurslitteratur

Eriksson, G.:"Strömningslära - kompendium för kemiingenjörslinjen", Chalmers, 2004. (pdf version finns i Canvas)

T.L.Bergman / A.S. Lavine / F.P. Incropera / D.P. DeWitt. “Incropera’s Principles of Heat and MassTransfer, global edition”, 8 edition, John Wiley & Sons, 2017. (Finns på Cremona)

Sven-Erik Mörtstedt & Gunnar Hellsten: ”Data och diagram” 7th edition, Liber Utbildning, 1999. (Finns på Cremona) 

Kursens upplägg

INNEHÅLL

Kursen behandlar strömningslära och energiteknik 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 behandlasutrustning för mätning av flöde och trycket, samt pumpar för att åstadkomma flöde.
I eneritekniken studeras de grundläggande värmeöverföring 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 turbulentströmning; 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. Projektuppgifterna genomförs i group och ger möjlighet att tillämpa inlärda begrepp och bärekningar på ett industriellt problem. På studiebesöket åker vi till Borealis polyetenfabrik i Stenungsund, transport (buss) ordnas av Chalmers.

Förändringar sedan förra kurstillfället

Ingen betydande förändring

Lärandemål

• 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 areaändringar, rörkrökar, ventiler osv (engångsförluster)
• 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 de olika värmeöverföringsmekanismer: ledning, konvektion (fri och påtvingad) och strålning.
• Beräkna och tolka Nusselt- och Prandtlstal.
• Förklara principen för olika typer av värmeväxlare.
• Beräkna 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

Tentamen datum

Ordinarie tentamen: Må 27/05-2024 em, Johanneberg

Omtentamen 1: Ti 20/08-2024 fm, Johanneberg

Omtentamen 2: datum och tid meddelas senare

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan