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
- Uluslararası Birimler Sistemi (SI)
- Laminer/türbülanslı akışlar, Reynolds sayısı, sürtünme
Videolar
Profesör John Biddle’ın tüm ders serisi (Cal Poly Pomona’da)
- 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)
- Unit conversions (at 32:00)
- Pressure Measurement by Piezometry (at 36:20)
- Example on Pressure Measurement by Manometry (at 48:50)
- 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)
- 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)
- 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)
- 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)
- 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)
- Example (at 7:35) – Continuity
- Solution of Problem 3.50 (at 40:40)
- Solution of Problem 5.103 (at 43:10)
- Solution of Problem 5.112 (at 4:10)
- Solution of Problem 5.123 (at 13:40)
- Energy Equation (at 25:05)
- 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)
- 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)
- Friction factor (at 5:40)
- Energy equation (at 8:45)
- Turbulent flow – Moody diagram (at 23:15)
- Regions of Moody diagram (at 33:15)
- Examples (at 2:45)
- Minor Losses – Energy Equation (at 28:00)
- Solution of Problem (at 38:45)
Viskozite kavramı, Newtonyen ve Newtonyen olmayan akışkanlar
Katı bir parçacığın sürükleme katsayısı ve terminal hızı
Bernoulli denklemi
Moody diyagramının kullanımı
Bir pompanın gücünün hesaplanması
Bir tankın boşaltılması
Isı Transferi (İletim)
Seri/Paralel Düzenli Kompozit Duvar
Konveksiyonla ısı transferinin temelleri
Isı Transferi (Kararsız Hâl – Biot sayısı)
Faydalı Bağlantılar
- Flow from tanks of various shapescodecogs.com
- Pipe Flow Calculationspipeflowcalculations.net
- Equation of Continuity (Bernoulli equation)learneasy.info
- Hyper Physics – Viscosity & …hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
- Laminar Flow & Viscosity (Rice Univ. Open Stax)cnx.org
- National Programme on Technology Enhanced Learningnptel.iitm.ac.in
- Introduction to Transport Phenomena – College of Engineering, Colorado State Universityengr.colostate.edu · (pdf)