Form IIIa ( Türkçe): Ders Bilgileri
Dersin Adı Kodu Yarıyılı Teori
(saat/hafta)
Uygulama (saat/hafta)
Laboratuar (saat/hafta)
Yerel Kredi
AKTS
Kimyasal Reaksiyon Mühendisliği
KMÜ 307 Güz 3 0 0 3 4
Önkoşul(lar)-var ise Yok Dersin dili İngilizce
Dersin Türü Zorunlu
Dersin verilme şekli Yüz yüze Dersin öğrenme ve
öğretme teknikleri
Anlatım Soru-Yanıt
Sorun-Problem Çözme Dersin sorumlusu(ları) Bölüm Sorumluları
Dersin amacı Bu dersin amacı öğrencilerin kimyasal reaksiyon mühendisliğinin temel prensiplerini anlamalarını sağlamaktır. Bunun için, öncelikle mol denkliklerini tamamladıktan sonra, öğrenciler reaksiyon hızını tarif ve tanımlamayı yapabilecekler, genel mol denkliği eşitliklerini türetebilecekler ve bu eşitlikleri dört önemli endüstriyel reaktöre uygulayabileceklerdir.
Dersin öğrenme çıktıları
Matematik, fen ve mühendislik bilgisini uygulama becerisi Verileri analiz edebilme ve yorumlayabilme becerisi
Beklenen istekleri karşılamak amacıyla bir sistem, bileşen ya da süreci tasarlama becerisi Mühendislik problemlerini tanımlama, formülleştirme ve çözme becerisi
Profesyonel ve etik sorumlulukları anlama
Hayat boyu öğrenmenin gerekli olduğunun farkında olmak ve benimsemek Mühendislik uygulamaları için gerekli olan teknik, beceri, ve modern mühendislik ekipmanlarını kullanma becerisi
Dersin içeriği Genel mol denkliği eşitlikleri: kesikli ve sürekli akış reaktörleri (CSTR,PFR, PBR). Dönüşüm ve reaktör büyüklüğü: tasarım eşitlikleri, kesikli ve akış sistemleri, tasarım eşitliklerinin uygulamaları. Hız eşitlikleri ve stokiyometri: basit tanımlamalar, stokiyometrik tablo, faz değişimli reaksiyonlar. İzotermal reaktör tasarımı: sıvı evre kesikli reaktör verilerini kullanarak sürekli akış reaktörlerinin tasarımı, reaktörlerde basınç düşmesi, tersinir reaksiyonlar, bir CSTR’ın işletmeye alınması, mikro ve membran reaktörler, yarıkesikli reaktörler.
Dersin verilme şekli Yüz yüze
Kaynaklar Ders Kitabı:
-Elements of Chemical Reaction Engineering, H. Scott Fogler, 4rt Edition, Prentice Hall, 2005
Yardımcı Kaynaklar:
- Levenspiel, O., Chemical Reaction Engineering, 3rd Edition, J. Wiley Inc., N.Y., 1981 -Smith J.M., Chemical Engineering Kinetics, 3rd Edition, Mc Graw Hill International, N.Y., 1981
Form IIIb (İngilizce): COURSE INFORMATION
Course Name Code Semester Theory
(hours/week)
Application (hours/week)
Laboratory (hours/week)
National Credit
ECTS
Chemical Reaction Engineering
KMÜ 307 Fall 3 - - 3 4
Prequisites None
Course language English Course type Compulsory Mode of Delivery
(face to face, distance learning)
Face to face
Learning and teaching strategies
Lecture
Question and Answer Problem Solving Instructor (s)
Course objective The aim of this course is to enable the students to develop a clear understanding of the fundamentals of chemical reaction engineering. For this objective, after completing the mole balances, the students will be able to describe and define the rate of reaction, derive the general mole balance equations, and apply the general mole balance equation to the four common types of industrial reactors.
Learning outcomes An ability to apply knowledge of mathematics, science and engineering An ability to analyze and interpret data
An ability to design a system, component, or process to meet desired needs An ability to identify, formulate, and solve engineering problems
An understanding of professional and ethical responsibility
Recognition of the need for, and an ability to engage in life-long learning
An ability to use the techniques, skills, and modern engineering tools necessary for engineering practice.
Course Content General mole balance equations. Batch reactors. Continuous-flow reactors: continuous-stirred tank reactor, tubular reactors. Industrial reactors. Conversion and reactor sizing: design equations, batch and flow systems, applications of design equations. Rate laws and stoichiometry: basic definitions, stoichiometric table, reactions with phase change. Isothermal reactor design: scale-up of liquid phase batch reactor data to the design of continuous-flow reactors, pressure drop in reactors, reversible reactions, sturt up of a CSTR, semibatch reactors, simultaneous reaction and separation.
References Text book:
-Elements of Chemical Reaction Engineering, H. Scott Fogler, 4rt Edition, Prentice Hall, 2005 References:
- Levenspiel, O., Chemical Reaction Engineering, 3rd Edition, J. Wiley Inc., N.Y., 1981
-Smith J.M., Chemical Engineering Kinetics, 3rd Edition, Mc Graw Hill International, N.Y., 1981
Form IVa ( Türkçe): Haftalara göre işlenecek konular Haftalar Tartışılacak işlenecek konular
1. Hafta Kimyasal reaksiyon mühendisliğine giriş, Reaksiyon hızının tanımı, Genel mol denkliği eşitlikleri: kesikli reaktörler, sürekli akış reaktörleri.
2. Hafta Dönüşüm ve reaktör büyüklüğü, dönüşümün tanımı, kesikli reaktör tasarımında kullanılması.
3. Hafta Akış reaktörlari için tasarım eşitlikleri: CSTR, PFR, PBR, tasarım eşitliklerinin sürekli akış reaktörlerine uygulamaları, seri bağlı reaktörler.
4. Hafta Alıkonma süresi, alıkonma hızı, hız eşitlikleri, relatif reaksiyon hızları, reaksiyon derecesi, elementer olmayan hız eşitlikleri.
5. Hafta Tersinir reaksiyonlar, reaksiyon hız sabiti, stokiyometri: kesikli sistemler, kesikli sistemler için konsantrasyon eşitlikleri, sabit hacımlı kesikli reaksiyon sistemleri, akış sistemleri, sıvı evre konsantrasyon eşitlikleri.
6. Hafta Gaz evrede, reaksiyon ile toplam mol sayısında değişiklik olan reaksiyonlar, değişken hacımlı kesikli reaktörler, değişken hacımsal akış hızlı akış reaktörleri.
7. Hafta 1.ara sınavı, sınav soruları çözümleri.
8. Hafta İzotermal reaktör tasarımı: CSTR tasarımı için sıvı evre kesikli reaktör verileri kullanılarak scale-up.
9. Hafta CSTR ve tubüler reaktörlerin tasarımı, borularda basınç düşmesinin tanımlanması.
10. Hafta Reaktörlarda basınç düşmesi (PBR)
11. Hafta Bir kimyasal fabrikanın akım şeması, mol denkliği ve hız eşitliklerinde molar konsantrasyonların ve molar akış hızlarının kullanılması.
12. Hafta Mikro ve membran reaktörler. Değişkin durumda çalışan reaktörler. CSTR’ın işletmeye alınması.
13. Hafta 2. ara sınavı, sınav sorularının çözülmesi 14. Hafta Yarı-kesikli reaktörler, reaktif destilasyon.
15. Hafta Genel sınava hazırlık haftası 16. Hafta Genel sınav
Form IVb (İngilizce): Course outline weekly
Weeks Topics
1. Introduction. Definition of the Reaction Rate, the General Mole Balance Equation; Batch Reactors, Continuous-Flow Reactors. Industrial Reactors.
2. Conversion and Reactor Sizing, Definition of Conversion, Batch Reactor Design.
3. Design Equations for Flow Reactors; CSTR, PFR, PBR, Applications of the Design Equations for Continuous-Flow Reactors. Reactors in Series.
4. Space Time, Space Velocity, Rate Laws, Basic Definitions, Relative Rates of Reaction, The reaction Order and the Rate Law, Non-Elementary Rate Laws.
5. Reversible Reactions, The Reaction Rate Constant, Present Status of our approach to reactor sizing and Design, Stoichiometry; Batch Systems, Equations for Batch Concentrations, Constant Volume Batch Reaction Systems, Flow Systems, Liquid-Phase Concentrations.
6. Change in the Total Number of Moles with Reaction in the Gas Phase, Batch Reactors with Variable Volume, Flow Reactors with Variable Volumetric Flow Rate.
7. Midterm I
8. Isothermal Reactor Design: Introduction to Design Structure for Isothermal Reactors, Scale-up of Liquid Phase Batch Reactor Data to design of a CSTR.
9. Design of a CSTR and Tubular Reactors, Evaluation of Pressure Drop in Pipes.
10. Pressure Drop in Reactors (PBR).
11. Synthesis of a Chemical Plant, Using Molar Concentrations and Flow Rates in the Mole Balance and Rate Law.
12. Micro and Membrane Reactors. Unsteady State Operation of Reactors, Start-up of CSTR
13. Midterm II
14. Semi-batch Reactors, Reactive Distillation, Recycle Reactors.
15. Preparation to final exam
16. Final exam
Form Va : Değerlendirme Sistemi
Yarıyıl içi çalışmaları Sayısı Katkı Payı %
Devam -
Laboratuar -
Uygulama -
Alan Çalışması -
Derse Özgü Staj (Varsa) -
Ödevler 5 5
Sunum -
Projeler -
Seminer -
Ara Sınavlar 2 45
Genel sınav 1 50
Toplam 8 100
Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 50
Yarıyıl Sonu Sınavının Başarı Notuna Katkısı 50
Toplam 100
Form Vb (İngilizce): Assesment methods
Course activities Number Percentage
Attendance -
Laboratory -
Application -
Field activities -
Specific practical training -
Assignments 5 5
Presentation -
Project -
Seminar -
Midterms 2 45
Final exam 1 50
Total 8 100
Percentage of semester activities contributing grade succes 50
Percentage of final exam contributing grade succes 50
Total 100
Form VIa: AKTS (Öğrenci İş Yükü) Tablosu
Etkinlikler Sayısı Süresi (saat) Toplam İş Yükü
Ders Süresi (X14 ) 3 1 42
Laboratuvar - - -
Uygulama - - -
Derse özgü staj (varsa) - - -
Alan Çalışması - - -
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi (Ön Çalışma, pekiştirme, vb)
14 1 14
Sunum / Seminer Hazırlama - - -
Proje - - -
Ödevler 5 3 15
Ara sınavlara hazırlanma süresi 2 12 24
Genel sınava hazırlanma süresi 1 25 25
Toplam İş Yükü 120
Form VIb (İngilizce): WORKLOAD AND ECTS CALCULATION
Activities Number Duration
(hour)
Total Work Load
Course Duration (x14) 3 1 42
Laboratory - - -
Application - - -
Specific practical training - - -
Field activities - - -
Study Hours Out of Class (Preliminary work, reinforcement, ect)
14 1 14
Presentation / Seminar Preparation - - -
Project - - -
Homework assignment 5 3 15
Midterms ( Study duration ) 2 12 24
Final Exam (Study duration) 1 25 25
Total Workload 120
Form VIIa (Türkçe): DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARININ PROGRAM YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİLENDİRİLMESİ
Program yeterlilikleri Katkı düzeyi
1 2 3 4 5
1 . Matematik, fen bilimleri ve mühendislik bilgilerini kimya mühendisliği problemlerine
uygulayıp yeni teknolojilere adapte edebilme
×
2. Yaşam boyu öğrenmenin önemini
benimseyerek yeni teknolojik uygulamalardaki gelişmeleri veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını etkin bir şekilde kullanarak takip edebilme
×
3. Kimya mühendisliğinde kavramsal tasarımı tamamlanmış bir sistemin ve/veya sürecin
tasarımını ölçeklendirip projelendirme
×
4. Bilgisayar destekli teknik resim becerisini kimya mühendisliği tasarım ve uygulamasında etkin kullanabilme
5. Mühendislik problemlerinin çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları, bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini etkin biçimde seçip kullanma
×
6. Mühendislik çözümlerinin ve uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlardaki etkilerini anlama
7. Girişimcilik ve yenilikçilik konularında farkındalığa sahip olma
8. Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz edip yorumlayarak yazılı bir rapor şeklinde sunabilme
9. Disiplin içi ve disiplinler arası takım çalışması yapabilme
10. Bireysel çalışma becerisi ve bağımsız karar verebilme yetisine sahip olarak fikirlerini Türkçe ve İngilizce dillerini kullanarak sözlü ve yazılı, açık ve öz bir şekilde ifade ederek etkin iletişimde bulunabilme
×
11. Mesleki etik ve sosyal sorumluluk bilincine
sahip olma
×
12. Proje planlama ve organizasyon , kalite yönetimi, çevre ve iş güvenliği gibi mesleki uygulamalar hakkında bilgili ve mühendislik uygulamalarının hukuksal sonuçları hakkında farkındalığa sahip olma
13. Kimya Mühendisliğinde son günlerde uluslar arası alanda hızlı bir gelişme gösteren ve gelecek vaat eden Biyoteknoloji, Polimer Bilimi ve Teknolojisi ile Malzeme Bilimi ve Teknolojisi konularının en az birinde uzmanlaşmış olma becerisi kazanma
Form VIIb (İngilizce) : MATRIX OF THE COURSE LEARNING OUTCOMES VERSUS PROGRAM OUTCOMES
Program Outcomes Contrubition level
1 2 3 4 5
1. To apply mathematics, science and engineering to chemical engineering problems and new
technologies.
×
2. To recognize the need for and has the ability to engage in life-long learning; thus, can effectively follow the new technologies, databases and other information sources.
×
3. To scale up and prepare a process/production plan from a conceptually designed process/system.
× 4. To use computer based technical drawing in
chemical engineering design and application effectively.
5. To select effectively and use modern techniques, tools, softwares, computer and communication technologies necessary to solve engineering problems.
×
6. To understand the impact of engineering applications and solutions in a global and societal context.
7. To recognize the importance of innovation and entrepreneurship.
8. To design and conduct an experiment, interpret experimental data and prepare a written report.
9. To function in inter/multi-disciplinary teams.
10. To work and make decisions independently, and communicate effectively by expressing his/her opinions in oral or written format in a clear and concise manner.
×
11. To understand professional and ethical responsibility.
× 12. To recognize the legal aspects of engineering
applications having knowledge on project planning and organization, quality management, health, safety and environmental issues.
13. To specialize in at least one of rapidly developing fields: Biotechnology, Polymer Science and
Technology, Materials Science and Technology.
