(D) IV. 1. Tantárgyleírások
| Tantárgy neve: |
Vegyipari áramlástan |
| Tantárgy felelős neve: |
Dr. Angyal István |
A tárgy a műanyagipari szakágazat egyetemi 4/b főiskolai 4/a; 4/b képzés tantárgya a nappali tagozaton.
A Vegyipari áramlástan egy választható-tárgy, melynek célja a vegyészeti praxisban várhatóan előforduló áramlástani feladatok elméleti tárgyalása, valamint néhány területen gyakorlati késségek elsajátítása.
A felerészt előadóteremben felerészt számítógépteremben megtartott órák során lehetőség nyílik a megismert áramlástani probléma számítógépes modellezésére. A differenciál egyenletek megoldására a véges differenciák módszerét használjuk. A számítógépes megoldáshoz táblázatkezelőt vagy Turbópascal programnyelvet használunk attól függően, hogy melyikkel hatékonyabb a feladat megoldása.
A szűkös óraszám ellenére egy mérési gyakorlatot iktatunk be, ahol egy nem Newtoni folyadék reológiai görbéjét vesszük fel rotációs viszkoziméterrel.
Előtanulmányként a Vegyipari géptan II. és a Matematika II. vizsga szükséges a tárgy felvételéhez. Ajánlott még táblázatkezelői és némi programozási ismeret (basic v. turbopascal) Számítástechnika I. Számítástechnika II..
A tárgy egy féléves. A heti óraszáma (2+0+0). A tárgy korábbiakban a csak a kiváló képességű hallgatók számára volt elsajátítható. A véges differenciák módszerével és némi számítástechnikai ismeret segítségével kiszélesedett az érdeklődők köre.
A hallgatók otthoni munkája a két házi feladat elkészítéséből a géptermi órákon elsajátítottak gyakorlásából és a mérési gyakorlat kiértékelését tartalmazó jegyzőkönyv elkészítéséből áll. Átlagosan heti 2 órát igényel.
A tárgyból vizsga van. Az aktív évközi munka érdekében két házi feladat elkészítését írjuk elő kötelezően. Az órai aktivitás és a házi feladatok alapján a jól szereplő hallgatók részre vizsgajegy kerül megajánlásra. A vizsgázó hallgatók jegyébe az évközi munka és a házi feladat eredménye is beszámít.
A tárgy két kredit pontos.
A Tantárgy oktatásának feltételrendszere
A tárgy előadója: Dr. Angyal István egyetemi adjunktus, egyetemi doktor. Az előadó az áramlástan témakörben rendszeres kutatásokat végez, folyamatosan publikál. Az előadó figyelemmel kíséri az oktatásban a külföldi egyetemek gyakorlatát, a kapcsolódó tárgyak igényeiről is folyamatosan tájékozódik.
A tárgy oktatásához előadói terem, laboratórium és számítógépes oktatásra alkalmas tantermek szükségesek. Ez utóbbiak a CH. Gépteremben vagy a HSZK-ban állnak rendelkezésre. A szűkös órakeret ellenére laboratóriumi gyakorlatot esetleg bemutatót tartunk.
A tárgyból a korábbi előadó Dr. Verba Attila által 1976-ban írt Vegyipari áramlástan c. jegyzet segíti a felkészülést. A Vegyipari áramlástan tantárgy programja
2.hét géptermi előadás: Newtoni fluidum lamináris csőáramlása. Differenciálegyenlet numerikus megoldása véges differenciák módszeréve excel táblázatkezelő segítségével. (2 óra)
3.hét előadás: Prantl-féle határréteg egyenlet. Síklap menti lamináris határréteg. Határréteg vastagságok, Kármán egyenlet. Kritikus Reynolds szám, Leválás. Határréteg energiaegyenlete. Síklap menti lamináris határréteg sebesség és hőmérséklet eloszlása. Áramfüggvény bevezetése. (2 óra)
4.hét géptermi előadás: Síklap menti lamináris határréteg sebesség és hőmérséklet eloszlása. Differenciálegyenlet és peremfeltételek ismertetése, numerikus megoldás számítógépes feldolgozása. (2 óra)
5.hét előadás: Newtoni fluidum turbulens áramlása. Prandtl féle keveredési úthossz. Lamináris alapréteg sebességeloszlása. Logaritmikus sebességeloszlás. Sebességeloszlás faltól távol. Turbulens csőáramlás. Szabadsugár. (2 óra)
6.hét géptermi előadás: Logaritmikus sebességeloszlás, turbulens csőáramlás, szabadsugár.
7.hét előadás: Nem-newtoni folyadékok áramlása. Definíció. Folyadéktípusok. Áramlásjellemző. Kapilláris és rotációs viszkoziméter. (2 óra)
8.hét géptermi előadás: Hatványfüggvénnyel leírható folyadék kapilláris és rotációs viszkoziméterben. Sebességeloszlások (2 óra)
9.hét előadás: Időtől független tulajdonságú nem-newtoni folyadék nyomásesése lamináris csőáramlásban, turbulens csőáramlásban. (2 óra)
10.hét géptermi előadás: Időtől független tulajdonságú nem-newtoni folyadék nyomásesése lamináris csőáramlásban. Turbulens csőáramlásban. (2 óra)
11.hét előadás: Bingham folyadék sebességeloszlása és nyomásesése lamináris csőáramlásban. Hatványfüggvénnyel leírható folyadék sebességeloszlása lamináris csőáramlásban. Kapilláris viszkoziméter korrekciói. (2 óra)
12.hét géptermi előadás: Bingham folyadék sebességeloszlása és nyomásesése lamináris csőáramlásban. Hatványfüggvénnyel leírható folyadék sebességeloszlása lamináris csőáramlásban. (2 óra)
13.hét mérés és konzultáció: CMC oldat reológiai görbéjének mérése rotációs viszkoziméterrel. Kiértékelő program készítése. (2 óra)
14.hét konzultáció: Házi feladatok beszedése, reológiai görbe értékelése, mérési korrekciók nem Newtoni folyadékoknál. (2 óra)