Prosessien numeerinen mallinnus II, Luento-opetus

Kurssin tavoitteena on valmistaa opiskelija työtehtäviin erilaisissa energia- ja kemianteollisuuden tutkimus- ja tuotekehitystehtävissä, kuten polttoprosessien mallinnuksessa ja kemiallisten reaktorien suunnittelussa. Opiskelija syventyy reaktiivisia virtauksia kuvaaviin siirtoyhtälöihin, turbulenssin ja kemiallisten reaktioiden vuorovaikutukseen, reaktiomekanismeihin, eritasoisiin mallinnustekniikoihin, sekä tulosten kriittiseen arviointiin. Kurssiin sisältyvien laskuharjoitusten ja harjoitustöiden avulla perehdytään tarkemmin numeerisen virtausmallinnuksen ja kemiallisten reaktioiden kytkentään CFD-laskentaohjelmistoa hyödyntäen.

Ydinsisältö

• Kemiallinen kinetiikka ja tasapainolaskenta
• Reaktiivisia virtauksia hallitsevat siirtoyhtälöt
• CFD-laskennan käyttö kemiallisten prosessien mallinnuksessa
• Turbulenssin ja kemiallisten reaktioiden vuorovaikutus

Täydentävä tietämys

• Globaalit reaktiot ja elementaarireaktiot, Arrhenius-yhtälö
• Massan, liikemäärän, energian ja kemiallisten komponenttien taseyhtälöt
• CFD-laskentaprosessin vaiheet ja ohjelmistojen käyttö
  
• Laskentamallit turbulenssin ja kemiallisten reaktioiden kytkentään

Erityistietämys

• Panosreaktorin (Batch reactor), täydellisesti sekoittuneen reaktorin (perfectly stirred reactor, PSR) ja tulppareaktorin (plug-flow reactor, PFR) laskentamallit
• Monifaasivirtausten mallinnus
• Hallitsevien siirtoyhtälöiden numeeriset ratkaisumenetelmät, kontrollitilavuusmenetelmä

Yhteiset

Harjoitukset:

01.09.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
08.09.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
15.09.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
22.09.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
29.09.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
06.10.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
13.10.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
27.10.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
03.11.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
10.11.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
17.11.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
24.11.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
01.12.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)
08.12.2021 09:00 - 12:00, TAU Rakennustalo RG100C tietokoneluokka (21)

Luennot:

30.08.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
06.09.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
13.09.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
20.09.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
27.09.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
04.10.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
11.10.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
25.10.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
01.11.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
08.11.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
15.11.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
22.11.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)
29.11.2021 12:00 - 14:00, TAU Konetalo K2341D harjoitussali (40)

Suositellut esitiedot

• Prosessien numeerinen mallinnus I, YEB.445, 5op

Oppimateriaali

• Tyyppi: Luentokalvot
• Kieli: Suomi/Englanti

Oppimateriaali

• Tyyppi: Kirja
• Nimi: An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method, 2nd Ed.
• Tekijä: H. K. Versteeg, W. Malalasekera
  
• Kieli: Englanti

Oppimateriaali

• Tyyppi: Kirja
• Nimi: Theoretical and Numerical Combustion, 2nd/3rd Ed.
• Tekijä: T. Poinsot, D. Veynante
  
• Kieli: Englanti

Yleinen asteikko, 0-5