Kursplan för Strömnings- och energiteknik

MVE525 Matematisk analys och LKT320/321 Teknisk termodynamik, eller motsvarande.

Kursen ska ge ingående kunskap om grundläggande fysikaliska storheter rörande strömning och värmetransport. Den ska ge inblick i grundläggande strömningslagar för framförallt endimensionella strömningsfall, samt orientering om pumpar. Den ska också ge kunskap 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.

• 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

Kursen behandlar strömningslära och värmeöverföring ur ett för kemiingenjören lämpligt perspektiv. I strömningsläran inledes den friktionsfria strömningen och byggs vidare från den med teorier bakom strömningsförluster och tryckfall, med tonvikten på strömning i rörsystem. Vidare studeras utrustning för mätning av flöde och trycket, och pumpar för att åstadkomma flöde. I värmeöverföringen studeras de grundläggande mekanismerna, med viss tonvikt på problematik inom processindustrin, framförallt i form av värmeförluster och värmeväxlare. Följande moment ingår:

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

• Föreläsningar
• Räkneövningar
• 2 st obligatoriska laborationer
• 2 st obligatoriska projektuppgifter

• 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.
• Mörtstedt, S-E & Hellsten, G."Data och diagram", 7th edition, Liber Utbildning, 1999.

• Godkänd tentamen. Skriftlig tentamen, bestående av teoriuppgifter och beräkningsuppgifter, där betyg ges i skala 3-5.
• Godkända laborations- och projektrapporter inklusive närvaro på laborationerna