KH102V Kemiteknik för yrkesverksamma 15,0 hp

Utbildningsnivå	Grundnivå	Kursnivå (A-D)	C
Huvudområde	Kemi och kemiteknik Teknik	Betygsskala	P, F

• Kursens hemsida

• Kurssida på KTH Social

Lärandemål

Att ge grundläggande kunskaper i strömningslära och enhetsoperationer med värme- och materieöverföring.

Att ge kunskaper i utformning och analys av kemiska processer samt färdighet i att tillämpa reaktionstekniska modeller för analys av kemiska reaktorer.

Del 1       Teknisk strömningslära

Efter godkänt kursavsnitt ska studenten kunna:

• tillämpa kontinuitetsekvationen, rörelsemängdsekvationen och energibalans (Bernoullis ekvation) vid beräkning för strömmande fluider
• beskriva egenskaper för laminär och turbulent strömning
• beräkna Reynolds tal vid strömning i rör
• beskriva och karakterisera några vanliga flödesmätare
• beräkna tryckfall vid strömning i cirkulära och icke cirkulära rör och i porös bädd
• beräkna energiförluster vid strömning i ventiler och rördetaljer
• tillämpa pumpkarakteristika och systemkarakteristika för beräkning av effektbehovet för en pump vid transport av vätska
• beskriva begreppet kavitation och beräkna NPSH för ett strömningssystem
• beskriva vanliga typer av pumpar och ange dess egenskaper
• beräkna en fläkts driftbetingelser vid transport av gas
• beskriva egenskaper för olika typer av fläktar
• beräkna överförd effekt vid värmetransport genom ledning, konvektion och strålning
• beräkna erforderlig area för värmeöverföring i en värmeväxlare
• beskriva och karakterisera egenskaper för vanliga värmeväxlare  

Del 2      Kemisk reaktionsteknik

Efter godkänt kursavsnitt ska studenten kunna:

• ställa upp material- och energibalanser för system med kemisk reaktion och förklara termernas innebörd
• beräkna sammansättning och storlek på flöden
• beräkna temperaturer på strömmar samt behov av värmning och kylning i olika processteg
• beskriva vad som karaktäriserar sats-, tank-, tub- och fast bädd-reaktorer samt kunna jämföra reaktortyperna och föreslå reaktor samt reaktionsförhållanden för olika fall
• dimensionera isoterma reaktorer med hjälp av hastighetsekvationen och/eller experimentella data
• ställa upp värmebalansen för en nonisoterm kemisk reaktor och förklara termernas innebörd och hur de beräknas
• beskriva hastighetsekvationens utseende för irreversibla och reversibla reaktioner samt förklara begreppen reaktionsordning, hastighetsbestämmande steg, reaktionsmekanism och elementarreaktion
• beräkna reaktionsordning och hastighetskonstant med hjälp av experimentella data
• beskriva samspelet mellan materieöverföring (diffusion) och kemisk reaktion samt hur reaktionsmotståndet påverkas av olika förhållanden 

Del 3       Kemisk apparatteknik

Efter godkänt kursavsnitt ska studenten kunna:

• ställa upp och lösa material- och energibalanser för enhetsoperationerna indunstning, destillation, extraktion, lakning samt för tillämpningar med fuktig luft
• beräkna entalpitet för rena ämnen, blandningar och vattenånga vid olika tillstånd
• beräkna drivande kraften för värmeöverföring och värmeöverförande arean vid indunstning
• ta hänsyn till kokpunktsförhöjning och beskriva dess inverkan vid indunstning
• redogöra för driftsätten och egenskapen vid med-, mot-, bland-, och parallellström för indunstning i multieffektindunstare
• beskriva vanliga typer av indunstare, apparatur för extraktion och lakning samt bottnar och fyllningar
• tillämpa kokpunkts- och jämviktsdiagram för blandningar av två komponenter vid destillation
• beskriva utformningen av och funktionen för en fullständig kontinuerlig fraktioneringskolonn
• ta fram samband för halter i varandra passerande strömmar vid destillation och absorption
• beräkna erforderligt antal ideala steg numeriskt och grafiskt för en given separation genom destillation och absorption
• med hjälp av verkningsgrad beräkna verklig höjd på en kolonn
• redogöra för huvudprincipen vid separation genom absorption, extraktion och lakning
• tillämpa jämviktssamband för gas – vätska vid absorption, vätska – vätska vid extraktion och lakning
• beräkna materieöverföring genom en fas samt mellan två faser genom att tillämpa tvåfilmsteorin
• förklara och beräkna vanliga storheter inom området fuktig luft som, fuktighet, relativ fuktighet, våta termometerns temperatur och adiabatiska mättnadstemperaturen
• tillämpa tillståndsdiagram, Mollierdiagram, för fuktig luft
• grafiskt lösa materialbalans för extraktion och lakning i ternärt diagram
• uppskatta erforderligt antal ideala steg vid separation genom extraktion och lakning   

Del 4       Litteraturuppgift

Efter godkänt kursavsnitt ska studenten kunna:

• söka, sammanställa och skriftligt presentera information om en kemiteknisk process eller ett processteg 

Kursens huvudsakliga innehåll

Del 1 - Teknisk strömningslära: Strömningslärans grundekvationer. Reologiska förlopp. Tillämpningar på tryckfallsberäkningar, flödesmätning, pumpar och fläktar. Strömning i porösa bäddar. Värmetransport genom ledning, konvektion och strålning. Värmeväxlare.

Del 2 - Kemisk reaktionsteknik: Material- och energibalanser. Kemisk reaktionsteknik inkluderande val och driftsätt för kemiska reaktorer samt härledning av beräkningssamband för dessa.

Del 3 - Kemisk apparatteknik: Grundläggande teori för värme- och materieöverföring med tillämpning på indunstning, fuktig luft, destillation, absorbtion, lakning och extraktion.

Del 4 - Kemiska processer: En kemisk process studeras ingående och presenteras i en skriftlig rapport.

Kursupplägg

Kursen ges på kvartsfart. Du behöver komma till KTH eller annan kursplats 2-4 gånger. Kursen ges på svenska, kurslitteratur delvis på engelska.

Distanskurs som behandlar grunderna inom kemiteknik. Kursinformation, planering och uppgifter på Internet. Självtester efter varje kursmoment. Hemtentamina efter de tre första kursdelarna.

Obligatoriska träffar på KTH efter två av tentamina. Ytterligare två frivilliga träffar vid kursens start och slut.

Behörighet

• Grundläggande behörighet samt Matematik D/Matematik 3c och Kemi A/Kemi 1 eller KH103V Introduktionskurs i kemi för yrkesverksamma eller motsvarande

Litteratur

McCabe, W. L., Smith, J. C. and Harriott, P., Unit Operations of Chemical Engineering, 7th ed., McGraw-Hill, New York, 2005, Fogler H. S. , Elements of Chemical reaktion Engineering 4th Ed, 2005, Prentice-Hall International, Inc, exempelsamlingar m.m.

Övningsexempel och annat kursmaterial på svenska som säljs via KTH.

Utrustningskrav

Dator med internetuppkoppling.

Examination

• LIT1 - Litteraturuppgift, 1,5 hp, betygsskala: P, F
• TEN1 - Tentamen, 3,0 hp, betygsskala: P, F
• TEN2 - Tentamen, 3,0 hp, betygsskala: P, F
• TEN3 - Tentamen, 3,0 hp, betygsskala: P, F
• ÖVN1 - Övning, 1,5 hp, betygsskala: P, F
• ÖVN2 - Övning, 1,5 hp, betygsskala: P, F
• ÖVN3 - Övning, 1,5 hp, betygsskala: P, F

Examination sker genom självrättande test på kursplattformen, hemtentamina samt träffar efter de två första tentamina. Kursen avslutas med en litteraturuppgift.

Krav för slutbetyg

Godkända test som görs vid datorn inom kursavsnitten teknisk strömningslära (ÖVN1; 1,5 hp), kemisk teknologi (ÖVN2; 1,5 hp) och kemisk apparatteknik (ÖVN3; 1,5 hp).

Godkänd skriftlig hemtentamen, teknisk strömningslära (TEN1; 3 hp).

Godkänd skriftlig hemtentamen, kemisk teknologi (TEN2; 3 hp).

Godkänd skriftlig hemtentamen, kemisk apparatteknik (TEN2; 3 hp).

Godkänd litteraturuppgift (LIT1; 1,5 hp).

Ges av

CHE/Ingenjörspedagogiska avdelningen

Kontaktperson

Sara Naumann, tel. 08-790 6504, fax 08-249366, e-post stn@kth.se

Examinator

Sara Naumann, tel. 08-790 6504, e-post stn@kth.se

Övrig information

Kursen vänder sig i första hand till dig som på något sätt arbetar med kemiteknik i ditt yrkesliv, men som inte har studerat kemiteknik på högskole/universitetsnivå. Kursen utgör en bra grund för vidare kemiteknikstudier. Kursen passar även dig som inte arbetar med kemiteknik men har ett intresse för ämnet.
Kursen ingår i ett block av kurser i kemi och kemiteknik för yrkesverksamma vid KTH. Övriga kurser, som kan läsas oberoende av varandra, i blocket är:

KH103V Introduktionskurs i Kemi för Yrkesverksamma
KH104V Allmän Kemi för Yrkesverksamma
KH105V Fysikalisk Kemi för Yrkesverksamma
KH106V Organisk kemi för Yrkesverksamma
 
OBS! Efter sista anmälningsdag kan efteranmälningar skickas till Antagningsenheten fram till kursstart.

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med HT13.
Examinationsinformation giltig från och med HT07.