İçeriğe geç
Prof.Dr. Cüneyt ArslanEN
MET317E · Lisans

Taşınım Olaylarının Temelleri

İ.T.Ü. Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü'nde lisans müfredatının bir parçası olarak verilmiştir.

Ders Tanımı

Giriş ve temel kavramlar, Boyutlar ve ölçü birimleri, Çeşitli uygulamalarıyla birlikte taşınım olaylarına genel bakış, Akışkan akışı türleri ve Reynolds sayısı, Viskozite ve kinematik viskozite kavramı ile akışkanların viskozite hesapları, Newton yasası, Newtonyen ve Newtonyen olmayan akışkanlar, Akışın diferansiyel denklemlerinin uygulamaları, Laminer Akış ve Momentum Denkliği, Süreklilik denklemi ve momentum denklemi, Navier-Stokes denkleminin uygulanması, Türbülanslı ve karmaşık akışlar, Isı transferi mekanizmaları, Fourier’in ısı iletimi yasası, Malzemelerin ısıl iletkenliği, Katılarda ısı iletimi, Akıların tanımı-Fick yasaları, Farklı ortamlarda difüzyon (katılar, seramik malzemeler, sıvılar vb.)


Amaçlar

Bu mühendislik dersinin amacı, öğrenciye taşınım süreçlerinin analizinde kullanılan temel olayları, bunları yöneten denklemleri ve varsayımları anlayabilmesi için yeterli bir altyapı kazandırmaktır. Üç temel taşınım sürecinin, yani momentum, ısı ve kütle taşınımının çeşitli yönleri ele alınmaktadır. Dersi tamamlayan öğrenciler, laboratuvar uygulamaları, pilot tesisler veya endüstriyel işletme uygulamaları alanlarındaki pek çok teorik ve pratik problemde başarılı olabilmek için önem taşıyan taşınım olayları konusunda bir altyapı geliştirebileceklerdir.


Kaynaklar
  • Transport Phenomena in Materials Processing, D.R. Poirier, G.H. Geiger, The Minerals, Metals & Materials Society, 2016.
  • Fundamentals of Fluid Mechanics, B.R. Munson, T.H. Okiishi, W.W. Huebsch, A.P. Rothmayer, 7th Ed., Wiley & Sons, 2012.
  • Transport and Chemical Rate Phenomena, Themelis N.J., Gordon & Breach, 1995.
  • Transport Phenomena, Bird R.B., Stewart W.E., and Lightfoot E.N., Wiley, 1960.
  • Rate Phenomena in Process Metallurgy, Szekely J. and Themelis N.J., Wiley-Interscience, 1971.
  • Transport Phenomena in Metallurgy, Geiger G.H. and Poirier D.R., Addison-Wesley, 1973.
  • Transport Processes: Momentum, Heat, and Mass, Geankoplis C.J., Allyn & Bacon, Inc., 1983.

Önerilen okumalar
  1. Uluslararası Birimler Sistemi (SI)
  2. Laminer/türbülanslı akışlar, Reynolds sayısı, sürtünme

Videolar

Profesör John Biddle’ın tüm ders serisi (Cal Poly Pomona’da)
Lecture 1 - Fundamental Concepts, Fluid Properties
  • SI units (at 10:15)
  • Viscosity (at 15:20)
  • Newtonian Fluids (at 23:00)
  • Pressure (at 30:00)
  • Solution of Problem 1.77 (at 42:40) (p.35 in the book)
  • Hints on “how to solve a problem” – an Engineer’s approach (at 50:00)
Lecture 2 - Pascal’s Law, Hydrostatic Pressure Variations, Manometry
  • Unit conversions (at 32:00)
  • Pressure Measurement by Piezometry (at 36:20)
  • Example on Pressure Measurement by Manometry (at 48:50)
Lecture 3 - Forces on Submerged Surfaces (Part I)
  • Grading Homework ! (at 58:15) –and exam papers for that matter
  • Solution of Problem 1.48 (at 1:05:15) (p.33 in the book)
Lecture 4 - Forces on Submerged Surfaces (Part II)
Lecture 5 - Buoyancy & the Bernoulli Equation
  • Buoyancy Example (at 8:45) -Log floating on water
  • Bernoulli Equation (at 14:35) -graphical explanation
  • Bernoulli Equation (at 37:00) -explaining the terms
  • Solution of Problem 3.37 (at 53:30) (p.144 in the book)
Lecture 6 - Bernoulli Equation Examples
  • Solution of Problem 3.24 (at 2:00) (p.143 in the book)
  • Solution of Problem 3.61 (at 23:50) (p.147 in the book)
  • Solution of Problem 3.81 (at 53:15) (p.149 in the book)
Lecture 7 - Fluid Statics Examples
Lecture 8 - Fluid Kinematics
Lecture 9 - Reynolds Transport Theorem, Conservation of Mass, Kinematics
  • Definition of CV (Control volume) and CS (Control Surface)
  • Solution of Problem 4.70 (at 33:30) (p.197 in the book)
  • Conservation of mass (at 46:45)
Lecture 10 - Continuity Equation, Bernoulli Equation, & Kinematics Examples
  • Solution of Problem 3.6 (at 9:10) (p.142 in the book)
  • Solution of Problem 3.12 (at 16:25) (p.142 in the book)
  • Solution of Problem 3.46 (at 25:15) (p.145 in the book)
  • Problem 3.36 (at 43:45) (p.144 in the book) -just a sketch
  • Continuity Equation (at 50:25)
  • Example (at 58:20)
  • Example (at 1:06:30)
Lecture 11 - Linear Momentum Equation and Bernoulli Equation Examples
  • Example (at 7:35) – Continuity
  • Solution of Problem 3.50 (at 40:40)
Lecture 12 - Linear Momentum Equation Examples
Lecture 13 - Energy Equation and Kinematics Examples
  • Solution of Problem 5.103 (at 43:10)
Lecture 14 - Energy Equation Examples, Differential Continuity Equation
  • Solution of Problem 5.112 (at 4:10)
  • Solution of Problem 5.123 (at 13:40)
  • Energy Equation (at 25:05)
Lecture 15 - Navier-Stokes Equations, Conservation of Energy Examples
  • General differential equations of motion (at 7:40)
  • Equler’s equation of motion (at 11:00)
  • Navier-Stokes Eequation (at 19:30)
  • Solution of Problem 5.102 (at 33:00)
  • Solution of Problem 5.105 (at 38:35)
  • Solution of Problem 5.114 (at 47:15)
  • Solution of Problem 5.116 (at 52:00)
  • Solution of Problem 5.120 (at 55:45)
  • Solution of Problem 5.131 (at 1:00:10)
Lecture 16 - Viscous Flow in Pipes, Laminar Pipe Flow Characteristics
  • Viscous flow in pipes (Reynolds number)
  • Non-circuclar ducts (at 9:00)
  • Laminar flow (at 12:00)
  • Entrance region (at 17:50)
  • Fluid element in  pipe (at 40:15)
Lecture 17 - Laminar & Turbulent Pipe Flow, The Moody Diagram
  • Friction factor (at 5:40)
  • Energy equation (at 8:45)
  • Turbulent flow – Moody diagram (at 23:15)
  • Regions of Moody diagram (at 33:15)
Lecture 18 - Minor Losses in Pipe Flow
  • Examples (at 2:45)
  • Minor Losses – Energy Equation (at 28:00)
  • Solution of Problem (at 38:45)
Viskozite kavramı, Newtonyen ve Newtonyen olmayan akışkanlar
Characteristics of Laminar and Turbulent Flow
Introduction to Fluid Mechanics, Podcast #4: Fluid Shear Stress
how wings work? Smoke streamlines around an airfoil
Katı bir parçacığın sürükleme katsayısı ve terminal hızı
Physics 34 Fluid Dynamics (19 of 24) The Drag Coefficient
Physics 34 Fluid Dynamics (20 of 24) Force Due to Drag Coefficient
Physics 34 Fluid Dynamics (24 of 24) Force Due to Drag Coefficient and Terminal Velocity***
Sediment deposition and Stokes' Law
Bernoulli denklemi
Physics 34 Fluid Dynamics (1 of 7) Bernoulli's Equation
Moody diyagramının kullanımı
Using a Moody Chart
Bir pompanın gücünün hesaplanması
Turbulent Flow Example: Part 1 [Fluid Mechanics #43]
Turbulent Flow Example: Part 2 [Fluid Mechanics #44]
Turbulent Flow Example: Part 3 [Fluid Mechanics #45]
Power Requirements of a Pump - example problem
Pipe Flow Introduction
Pipe Flow: Determining Power
Pipe Flow - Calculating Head Loss Example
Bir tankın boşaltılması
Inviscid Flow: Bernoulli Equation and Draining tank example problem
Draining a Spherical Tank
Draining a Conical Tank
Isı Transferi (İletim)
Lecture - 4 Heat Conduction - 1
Lecture - 5 Heat Conduction - 2
Lecture - 6 Heat Conduction - 3
Lecture - 7 Heat Conduction - 4
Seri/Paralel Düzenli Kompozit Duvar
Composite Wall with Series/Parallel Configuration
Konveksiyonla ısı transferinin temelleri
Lecture 21 (2014). Fundamentals of convection heat transfer (1 of 3)
Lecture 22 (2014). Fundamentals of convection heat transfer (2 of 3). Boundary layers
Lecture 23 (2014). Fundamentals of convection (3 of 3). Flat plate solution
Isı Transferi (Kararsız Hâl – Biot sayısı)
Transient Heat Transfer - Biot Number

Faydalı Bağlantılar