Prosessitekniikka Taseet
|
|
- Ville Ahonen
- 6 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 Oppimistavoite, osa 1 Prosessitekniikka Taseet Ville lopaeus Kemian laitetekniikan tutkimusryhmä Saada peruskäsitys tyypillisestä kemiallisesta prosessista ja sen osista Tunnistaa yksikköprosessit ja yksikköoperaatiot sekä tuntea niissä vaikuttavia fysikaalisia ja kemiallisia ilmiöitä Tuntea prosessitekniikan perusmääritelmät 1 2 Kumeenin valmistus Fenolin ja asetonin valmistus + CH 2 H C C H H C H CH C H C H CH C + O 2 C H OH CH CO Katalyyttinä lcl 4
2 Kumeenin ja fenolin tuotantoyksikkö Porvoossa Kumeenin valmistuksen virtauskaavio Jako yksikköoperaatioihin ja -prosesseihin Kuivaus Liuotus Reaktio Pesu Tislaus Lämmitys, jäähdytys Lauhdutus Kiehutus Pumppaus 5 6 Fysikaaliset yksikköoperaatiot Pumppaus, sekoitus Lämmönsiirto Erotusprosessit (tislaus, uutto...) Kemialliset yksikköprosessit Kemialliset reaktorit, joissa termokemiallisia reaktioita (tyypillisesti katalyyttisiä) Bioreaktorit 7 Prosessien suunnittelu Mietitään mitä reaktioita tapahtuu ja missä Mietitään, mitä yksiköitä tarvitaan (reaktorit, puhdistukset, lämmitykset/jäähdytykset, pumppaukset, säiliöt, kierrätykset...) Piirretään prosessin virtauskaavio Lasketaan taseet lähtien syöttövirrasta yksikkö kerrallaan Mitoitetaan laitteet Lasketaan hinnat Tarkastellaan turvallisuutta jne... 8
3 Yksikköoperaatioiden ja -prosessien kuvaamiseksi on tiedettävä 1) Mihin suuntaan ollaan menossa Faasitasapaino Kemiallinen tasapaino 2) Millä nopeudella ineensiirtonopeus Lämmönsiirtonopeus Reaktionopeus Ideaalitilanne, joka voidaan teoriassa saavuttaa. Tasapaino johtaa siihen, että yksikköoperaatiot ovat useampivaiheisia ja reaktoreiden jälkeen tarvitaan erotuksia, puhdistuksia ja kierrätyksiä Nämä kertovat, kuinka vaativa tehtävä on. Hidas ilmiö johtaa pitkään viipymäaikaan ja isoon laitteeseen 9 Määritelmiä Systeemi on tarkasteltavana oleva rajoitettu avaruuden osa. Sen ulkopuolella oleva osa on ympäristö. voin systeemi Systeemin ja ympäristön välillä tapahtuu aineen- ja energiansiirtoa Suljettu systeemi inetta ei siirry systeemin ja ympäristön välillä diabaattinen (eristetty) systeemi Suljettu systeemi, jossa myöskään lämpöä ei siirry systeemin ja ympäristön välillä Ekstensiivisuureet ovat verrannollisia systeemin kokoon tai ainemäärään: tilavuus, massa, energia jne. Intensiivisuureet ovat koosta ja ainemäärästä riippumattomia: paine, lämpötila, pitoisuus, tiheys Määritelmiä Prosessi on jatkuvuus- eli stationääritilassa, jos systeemin tila ei muutu ajan suhteen. Käytetään myös termiä Steady state. Muussa tapauksessa prosessi on epäjatkuvuustilassa eli epästationääritilassa. Myös termejä transientti tai dynaaminen systeemi käytetään. Tasapaino. Prosessi pyrkii kohti tasapainotilaa, jossa eroja ei enää ole. Tasapaino esittää sitä ääritilaa, jonka prosessi voi korkeintaan saavuttaa. Huom! tasapaino rajoittaa vain paikallisia olosuhteita, vastavirtaratkaisulla päästään pidemmälle! Prosessi voi olla jatkuvuustilassa vaikkei se ole tasapainossa. 11 Määritelmiä Konversio: osuus syötöstä, joka on reagoinut ( on lähtöaine) Selektiivisyys: se osa reagoineesta aineesta, joka muodostaa tarkasteltavaa (yleensä haluttua) komponenttia esim. B Saanto: konversio kertaa selektiivisyys, eli tarkasteltavan tuotteen suhde syötettyyn määrään Virtausreaktoreissa nämä voidaan laskea virtausmääristä (mol/s) n X = S = n Y = X, alku - n n, alku n, alku B, loppu - n n S = n, loppu, loppu B, loppu, alku 12
4 Esimerkki Laboratoriossa tehtiin koe, jossa ainetta syötettiin reaktoriin 100 mol. Reaktion asetuttua tasapainoon tuote analysoitiin, ja havaittiin, että syöttöainetta oli jäljellä 60 mol, haluttua tuotetta B oli 0 mol ja arvotonta sivutuotetta S oli 10 mol. Mikä on aineen konversio? Mikä on reaktion «B selektiivisyys? Mikä on reaktion «S selektiivisyys? Mitkä ovat B:n ja S:n saannot? 1 Esimerkki Mikä on reaktion konversio? nalku - nloppu X = = = 0,4 = 40% n 100 alku Mikä on reaktion «B selektiivisyys? n B 0 SB = = = 0,75 = 75% n - n alku loppu Mikä on reaktion «S selektiivisyys? S S = 0,25 = 25% 14 Esimerkki Esimerkki Mikä on B:n saanto? YB = X SB = 0,4 0,75 = 0, = 0% Mikä on S:n saanto? Reaktori, B, S YS = X SS = 0,4 0,25 = 0,1 = 10% Tehtävä jatkuu prosessisuunnittelulla... setu kyvykkään insinöörin asemaan ja suunnittele mahdollisimman halvan tehtaan virtauskaavio, josta tulee pelkkää B:tä tuotteena? 15 Mikä määrää reaktorin koon? Mitä tuotteille voi / pitää tehdä? 16
5 Luonnontieteet ja tekniikka Luonnontieteet kertovat, mikä on mahdollista Tekniikka ja insinööritieteet Insinööritieteiden ongelmat ovat usein avoimia, eli niihin voi olla useita ratkaisuja joista valitaan jossain mielessä paras tai järkevin Tekniikka kertoo, mikä on järkevää Luonnontieteiden ongelmiin on usein oikea ratkaisu : Esim. kuinka pitkälle pallo lentää jos se heitetään nopeudella v ja kulmassa a Insinööritieteissä pitää myös ratkaista näitä kysymyksiä Kemisti ja insinööri Pohjimmiltaan puhtaat (yliopisto)kemistit ja kemiaa soveltavat insinöörit käsittelevät samoja asioita, usein vähän eri painotuksilla Usein kuitenkin näkökulma jolla asiaa ajatellaan on erilainen. Ideaalisia reaktorityyppejä Tulppavirtausreaktori eli putkireaktori Jatkuvatoiminen sekoitussäiliö Virtausreaktoreja Kemisti: - halutun tuotteen pitoisuus - halutun tuotteen saanto - ph, T - muita tunnuslukuja, kuten kappa Insinööri: - mitä sille lopulle pitäisi tehdä - minkälaisia laitteita kannattaa käyttää - miten prosessi saadaan käytännössä toimimaan - miten prosessi saadaan 19 toteutettua kannattavasti Panosreaktori eli panostoiminen sekoitussäiliö fi CHEM-1110, Virtaukset ja reaktorit Opetellaan laskemaan miten reaktorit toimii 20
6 Pumput, putkistot, lämmönsiirtimet Erotusprosessit Prosessissa aineita pitää pumpata paikasta toiseen laitteiden välillä ja prosessista tuotesäiliöihin. Pumpulla nostetaan painetta, nostetaan korkeusasemaa ja taistellaan kitkahäviöitä vastaan. Lämmönsiirtimillä virtoja lämmitetään tai jäähdytetään (tai siirretään lämpöä virtojen välillä) rvokkaan materiaalin talteenotto fi CHEM-1110, Virtaukset ja reaktorit Opetellaan laskemaan miten nämä toimivat Erotusprosessit Erotusprosessit Erotusprosesseilla tai operaatioilla tarkoitetaan teknisiä menetelmiä, joilla aineet saadaan erilleen Ne perustuvat usein aineiden jakautumisen eroihin eri faasien välillä, esimerkiksi haihtuvuuksien eroihin Epäpuhtauksien poisto 2 24
7 Erotusprosessit Komponenteilla jokin toisista poikkeava ominaisuus, tyypillisimmin: kiehumispiste tislaus, haihdutus liukoisuus (kiinteä-neste tai neste-neste) jäähdytys- tai haihdutuskiteytys, absorptio, uutto... sulamispiste sulakiteytys diffuusionopeus tai läpäisevyys kalvoerotukset, suodatus Esimerkki jatkuu Reaktori, B, S Erotusoperaatio B, S fi CHEM-2100, Yksikköoperaatiot ja teolliset prosessit Esimerkki Esimerkki Reaktori, B, S Erotusoperaatio Reaktori, B, S B B, S B, S S 27 28
8 Reaktori Esimerkki, B, S Koko prosessin konversio 100 % ja B:n saanto myös 100 %! B Esimerkki Voisiko S:n sittenkin käyttää jossain muualla raaka-aineena, ts. keksittäisiinkö sille jotain hyötykäyttöä? B, S S 29 Mitä muuta pitää tietää? Millä tavoin aineet, B, ja S voidaan erottaa Mitä fysikaalista tasapainoa erotuksessa lähestytään (aineet harvoin saadaan täysin puhtaina erilleen, tai se maksaa liikaa) Kuinka nopeasti tasapainoa lähestytään Tapahtuuko jotain muuta kuin laboratoriossa havaitut reaktiot 0 Mikä on B:n puhtausvaatimus? Kertaus, osa 1 Kertaus, osa 1 Yksinkertaisen kemiallisen reaktion toteuttaminen järkevästi teollisessa mittakaavassa voi vaatia useita prosessiyksiköitä Prosessit jaetaan fysikaalisiin yksikköoperaatioihin ja kemiallisiin yksikköprosesseihin Erotusprosesseilla (fysikaalisia yksikköoperaatioita) erotetaan aineita toisistaan. Niillä voidaan mm. erottaa sivutuotteita tai reagoimatonta syöttöä kierrätystä varten, tai poistaa haitallisia aineita 1 Erotusprossessien tai reaktoreiden suunnittelemiseksi pitää tietää 1. Tasapaino 2. Nopeus Peruskäsitteitä: voin systeemi, suljettu systeemi, adiabaattinen systeemi, intensiivi- ja ekstensiivisuureet, tasapainotila, ajasta riippumaton (stationääri tai steady state) tila, konversio, selektiivisyys, saanto 2
9 Oppimistavoite, osa 2 Taseet Taseen käsitteen ja merkityksen ymmärtäminen Taseiden muodostamisen periaatteet Esimerkkejä termeistä joita taseyhtälö tyypillisesti sisältää 4 inetaseet Prosessien suunnittelun perusta Energiataseet Tasapaino (fysikaalinen ja kemiallinen) Prosessin nopeus (aineen- ja lämmönsiirto, reaktionopeus) ineominaisuudet (tiheys, viskositeetti jne.) Teollisen laitoksen muu suunnittelu (EHS, mittaukset, tietotekniikka ja prosessien ohjaus, paineastiat, perustukset, sähköjärjestelmät, tuotannonsuunnittelu...) Taloudelliset laskelmat 5 Taseet Taselaskenta on ehkä tärkein insinöörien perustaidoista Taseajattelu perustuu aineen- ja energian säilymisen lakiin Sovelletaan myös muihin säilyviin ominaisuuksiin (ekstensiivisuureisiin) Taseiden avulla voidaan ratkaista tuntemattomia suureita systemaattisesti 6
10 Tase Kertyminen = Sisään menevä Ulos tuleva + Syntyminen Kertyminen = Sisään Ulos + Syntyminen Tase on aina totta. Yhtälöä katsottaessa on helppo todeta, että noinhan tuo menee. Pitää kuitenkin muistaa, että aina totta tarkoittaa myös sitä, että tasetta voidaan aina ja pitääkin soveltaa määrällisille (ekstensiivi) muuttujille. 7 8 Kertyminen = Sisään Ulos + Syntyminen ineen, energian ja liikemäärän säilyminen Kokonaismassa, kemiallisten komponenttien massa tai ainemäärä, lämpöenergia, mekaaninen energia... Taseita kirjoitetaan jotta saadaan tuntemattomia muuttujia ratkaistua Sisään Tasealue Ulos Tasealueen raja Matemaattinen mallitus perustuu taseiden ratkaisemiseen Ympäristö 9 40
11 Laite Laitteen osa Prosessiyksikkö Tasealue Tehdas Differentiaalinen elementti Tili () Mieti kaverin kanssa tai pienessä ryhmässä, voidaanko seuraaville suureille muodostaa tase (ja miksi) 1. happiatomien määrä polttoprosessissa 2. lämpötila polttoprosessissa. reaktorissa oleva aineiden kokonaismassa 4. ph happohydrolyysissä 5. voimat (Newton) raketin kiihdytyksessä 6. luennolla olevien opiskelijoiden määrä 41 Palautellaan mieleen käsitteet intensiivi- ja ekstensiivisuure Piirrä kuva 2. Listaa oletukset Taseiden käyttö ja suunnittelu. Piirrä kuvaan tasealue(et) 4. Steady state / ajasta riippuva? 5. Kirjoita tase(et), tarkasta että ovat riippumattomia 6. Ratkaise tuntemattomat, yhtälöitä ja tuntemattomia yhtä paljon 7. Tarkista tilanne (ja palaa kohtiin 1-6 jos tarpeen) Reaktoriesimerkki Ideaalisesti sekoitettuun säiliöreaktoriin (CSTR) syötetään nestettä 1 m /s. Reagoivan aineen konsentraatio syötössä on 1 mol/m (loput reaktioon osallistumatonta ainetta). Säiliön nestetilavuus on 9 m ja reaktionopeus (mol/m s) reaktiolle B on muotoa r=k c, missä c on aineen konsentraatio reaktion tapahtumapaikassa ja reaktionopeusvakio k = 1 1/s. Laske tuotteen konsentraatio tuotevirrassa ja konversio reaktorissa kun reaktori toimii stationääritilassa. Seoksen tiheys ei muutu reaktion edetessä. Paljonko konversio olisi m reaktorissa? 4 44
12 Reaktoriesimerkki Reaktoriesimerkki 1. Piirrä kuva 2. Listaa oletukset. Piirrä kuvaan tasealue(et) 4. Steady state / ajasta riippuva? 5. Kirjoita tase(et) 6. Ratkaise tuntemattomat 7. Tarkista tilanne (ja palaa kohtiin 1-6 jos tarpeen) : 1 mol/s KERTYMINEN = 0 SISÄÄN = 1mol/ s ULOS = c V=9 m c = c c, 1 m /s 1m SYNTYMINEN / s Kertyminen = Sisään Ulos + Syntyminen 0 = 1mol / s - c 1m / s - k c m 1 s Ratkaistaan c mol s = -k c V c = = = 0,1mol / m m 1 + k V 1 s 1 mol s + 1 s 9m V Reaktoriesimerkki Reaktoriesimerkki konversio virtausreaktorissa n&,sisään - n& X = n& 1mol/ s - 0,1mol/ s X = = 90% 1mol/ s,sisään,ulos 47 Pitoisuudet ja konversio pienemmässä reaktorissa mol 1 c = s = 0,25mol / m m m s s 1mol/ s - 0,25mol/s X =» 75% 1mol/s Prosessi-insinöörin tehtävä on miettiä, kannattaako satsata enemmän reaktorin kokoon vai tuotteen erotukseen 48
13 Taseiden ratkaiseminen Energiataseet 1. Käsin laskemalla 2. Taulukkolaskentaohjelmalla (Excel ja sen solver - toiminto). Erilaisilla matematiikkaohjelmistoilla (Matlab, Octave ym.) 4. Simulaattorit (spen, ProII, ChemCad, Flowbat ) 1. Lämpöenergian tase Ominaislämpökapasiteetit, höyrystymislämpö, lämmönsiirto Mekaanisen energian tase Pumput, putkistojen ja niiden osien kitka, hydrostaattinen paine... Bernoullin yhtälö on yksi mekaanisen energian taseen erikoistapaus m& in Energiatase-esimerkki Ilmanpaineessa toimivaan säiliöön syötetään kymmenasteista vettä 1 t/h. Lämmitysteho on 100 kw. Systeemi on stationääritilassa. Laske ulostulevan veden määrä ja lämpötila & c ( T T ) m& c ( T - T ) m - in p in ref q& m& out out p out ref 51 Energiatase-esimerkki inetase Systeemi on stationääritilassa (eikä säiliö vuoda). m out = m in =1,0 t/h. ineominaisuuksia: Veden ominaislämpökapasiteetti 4,18 kj/kgk T ref voidaan tässä valita mielivaltaisesti. Valitaan T ref = 0 C. de { dt säiliöön ker tyvä energia = 0 ( T - T ) + q { & - m c ( T - T ) = m 1 & 1 & incp in ref out p out ref sisään lämmitys ulos Energiatase (lämpöenergian tase kirjoitettuna entalpian avulla; ominaisentalpia kertaa massavirta) 52
14 Energiatase-esimerkki Ratkaistaan ulostulolämpötila ja sijoitetaan lukuarvot. Nyt voidaan käyttää Celsius-asteita (samasta syystä kuin miksi T ref voidaan valita mielivaltaisesti, eli entalpia on ns. tilan funktio) Huomioita: Energiatase-esimerkki - Jos lämpöteho olisi vähän suurempi, osa vedestä höyrystyisi. Höyrystymislämpö olisi tällöin otettava huomioon energiataseessa. kj 100 q& T s out = Tin + = 10 C + = 96,1 c m& kg p 1000 kj 4,18 h kg C s 600 h C 5 - Ominaislämpökapasiteetti oletettiin vakioksi. Tarkemmassa laskennassa käytetään korkeampiasteista polynomisovitetta, mutta tällöin lämpötila joudutaan ratkaisemaan korkeampiasteisesta yhtälöstä. Käytännössä karkeisiin arvioihin riittää, kun käytetään keskimääräistä ominaislämpökapasiteettia prosessin lämpötila-alueella. - Entalpiataseissa voidaan usein käyttää Celsius -asteita, mutta yleisesti kannattaa olla tarkkana etenkin kaasujen käsittelyyn liittyvissä laskuissa 54 Jäätelön syöminen Voiko kylmää jäätelöä syömällä välttää energian saamisen (hypoteesi: jäätelön lämmittäminen ruumiinlämpöön kuluttaa sen sisältämän energian)? Kermajäätelö: 180 kcal/100g Ominaislämpökapasiteetti» jää, 0,5 kcal/kg o C fi Jäätelön sisältämä energia nostaisi sen lämpötilaa 500 o C:lla (jos pysyisi jäänä). Todellisuudessa jää lämpenee, sulaa, neste lämpenee, neste kiehuu, ja syntyvä höyrykin vielä kuumenisi yli 2000 o C lämpötilaan. 55 jasta riippuva tase lussa tyhjään säiliöön pumpataan vettä 1 kg/s. Säiliön pohjassa on reikä, josta poistuvan veden virtausnopeus riippuu veden pinnankorkeudesta, eli siitä, kuinka paljon säiliössä kullakin hetkellä on vettä. Riippuvuus on muotoa m out = a m, missä a on reiän koosta riippuva parametri ja m hetkellinen veden määrä. Säiliössä oleva reikä on sellainen, että parametri a saa arvon 0.1 kg 0.5 /s. Laske säiliössä oleva vesimäärä ajan funktiona. 56
15 jasta riippuva tase jasta riippuva tase dm = min - mout = 1kg / s - a dt m 1 kg/s 1 kg/s 1 kg/s Lasketaan muutosnopeus ja edetään pieni ajanhetki eteenpäin Tämän riippuvuuden muotoa perustellaan lisää virtaukset ja reaktorit -kurssilla... m t m t1 m out = a m 1 mout a m = t 57 m out = a m t m t nalyyttinen ratkaisu myös olemassa: 1kg / s a a m + ln 1- m = - t a Ł 1kg / s ł 2 58 jasta riippuva tase jasta riippuva tase 120 veden massa (kg) Transientti Steady-state aika (s) 59 Usein laitemitoitukset ja niihin liittyvä ainetase lasketaan ajasta riippumattomassa (steady state) tilassa, jotta saadaan yhtenäinen suunnitteluperuste koko prosessille Tässä tapauksessa Jolloin saadaan dm = min - mout = m in - a m = 0 dt m m = a Ł 2 2 in = ł 1kg / s = 0,5 Ł 0.1kg / s ł 100kg 60
16 Kertaus, osa 2 Taselaskenta on kaiken insinööriosaamisen perusta Kertyminen = Sisään Ulos + Syntyminen Prosesseja ymmärtämällä tiedetään, mitä termejä oikealle puolelle yhtälöä tulee Tyypillisimmät taseet ovat aine- ja energiatase 61
PROSESSISUUNNITTELUN SEMINAARI. Luento 5.3.2012 3. vaihe
PROSESSISUUNNITTELUN SEMINAARI Luento 5.3.2012 3. vaihe 1 3. Vaihe Sanallinen prosessikuvaus Taselaskenta Lopullinen virtauskaavio 2 Sanallinen prosessikuvaus Prosessikuvaus on kirjallinen kuvaus prosessin
LisätiedotKE-40.1600 Johdatus prosesseihin, 2 op. Aloitusluento, kurssin esittely
KE-40.1600 Johdatus prosesseihin, 2 op Aloitusluento, kurssin esittely Opintojakson tavoitteena on tutustua teollisiin kemiallisiin ja biokemiallisiin prosesseihin ja niihin liittyvään laskentaan ja vertailuun
LisätiedotCHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit. Laskuharjoitus 9/2016. Energiataseet
CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit Laskuharjoitus 9/2016 Lisätietoja s-postilla reetta.karinen@aalto.fi tai tiia.viinikainen@aalto.fi vastaanotto huoneessa D406 Energiataseet Tehtävä 1. Adiabaattisen virtausreaktorin
LisätiedotKemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I
Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Juha Ahola juha.ahola@oulu.fi Kemiallinen prosessitekniikka Sellaisten kokonaisprosessien suunnittelu, joissa kemiallinen reaktio
LisätiedotENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!
ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! Luento 14.9.2015 / T. Paloposki / v. 03 Tämän päivän ohjelma: Aineen tilan kuvaaminen pt-piirroksella ja muilla piirroksilla, faasimuutokset Käsitteitä
LisätiedotLuento 9 Kemiallinen tasapaino CHEM-A1250
Luento 9 Kemiallinen tasapaino CHEM-A1250 Kemiallinen tasapaino Kaksisuuntainen reaktio Eteenpäin menevän reaktion reaktionopeus = käänteisen reaktion reaktionopeus Näennäisesti muuttumaton lopputilanne=>
LisätiedotTehtävä 1. Tasapainokonversion laskenta Χ r G-arvojen avulla Alkyloitaessa bentseeniä propeenilla syntyy kumeenia (isopropyylibentseeniä):
CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit Laskuharjoitus 10/017 Lisätietoja s-postilla reetta.karinen@aalto.fi tai tiia.viinikainen@aalto.fi vastaanotto huoneessa E409 Kemiallinen tasapaino Tehtävä 1. Tasapainokonversion
Lisätiedot4. Kontrollitilavuusajattelu ja massan säilyminen. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet
4. Kontrollitilavuusajattelu ja massan säilyminen KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet Päivän anti Miten partikkelisysteemiin liittyvän suuren säilyminen esitetään tarkastelualueen taseena ja miten massan
LisätiedotSISÄLLYSLUETTELO SYMBOLILUETTELO 4
1 SISÄLLYSLUETTELO SYMBOLILUETTELO 4 1 KEMIALLISESTI REAGOIVA TERMODYNAAMINEN SYSTEEMI 6 11 Yleistä 6 12 Standarditila ja referenssitila 7 13 Entalpia- ja entropia-asteikko 11 2 ENTALPIA JA OMINAISLÄMPÖ
LisätiedotReaktiotekniikka. Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta Teema 4 Kaisa Lamminpää
Reaktiotekniikka Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta Teema 4 Kaisa Lamminpää Luennon sisältö Johdanto ja termejä Reaktiotekniikka Kemiallinen prosessitekniikka Kemialliset reaktiot Reaktioiden jaottelu
LisätiedotTeddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011
Teddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011 1. Systeemin käyttäytymistä faasirajalla kuvaa Clapeyronin yhtälönä tunnettu keskeinen relaatio dt = S m. (1 V m Koska faasitasapainossa reaktion Gibbsin
LisätiedotP = kv. (a) Kaasun lämpötila saadaan ideaalikaasun tilanyhtälön avulla, PV = nrt
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 2, ratkaisut (syyslukukausi 204). Kun sylinterissä oleva n moolia ideaalikaasua laajenee reversiibelissä prosessissa kolminkertaiseen tilavuuteen 3,lämpötilamuuttuuprosessinaikanasiten,ettäyhtälö
LisätiedotT F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3
76628A Termofysiikka Harjoitus no. 1, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Muunnokset Fahrenheit- (T F ), Celsius- (T C ) ja Kelvin-asteikkojen (T K ) välillä: T F = 2 + 9 5 T C T C = 5 9 (T F 2) T K = 27,15
LisätiedotMamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus
Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus HÖYRYTEKNIIKKA 1. Vettä (0 C) höyrystetään 2 bar paineessa 120 C kylläiseksi höyryksi. Laske
Lisätiedot= 1 kg J kg 1 1 kg 8, J mol 1 K 1 373,15 K kg mol 1 1 kg Pa
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 8, ratkaisut syyslukukausi 2014 1. 1 kg nestemäistä vettä muuttuu höyryksi lämpötilassa T 100 373,15 K ja paineessa P 1 atm 101325 Pa. Veden tiheys ρ 958 kg/m 3 ja moolimassa
LisätiedotProsessi- ja ympäristötekniikan perusta
Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta Aihe 1: Tavoite Tavoitteena on oppia tarkastelemaan prosessikokonaisuutta jakamalla se helpommin käsiteltäviksi osiksi eli yksikköprosesseiksi Miksi yksikköprosessit
LisätiedotProsessi- ja ympäristötekniikan perusta
Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta Aihe 1: Yksikköprosessit Tavoite Tavoitteena on oppia tarkastelemaan prosessikokonaisuutta jakamalla se helpommin käsiteltäviksi osiksi eli yksikköprosesseiksi Miksi
LisätiedotMIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU
MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU HARJOITUSTYÖOHJE SISÄLLYS SYMBOLILUETTELO 3 1 JOHDANTO 4 2 TYÖOHJE
LisätiedotRATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt
Physica 9 1. painos 1(7) : 12.1 a) Lämpö on siirtyvää energiaa, joka siirtyy kappaleesta (systeemistä) toiseen lämpötilaeron vuoksi. b) Lämpöenergia on kappaleeseen (systeemiin) sitoutunutta energiaa.
LisätiedotLämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.
Lämpöoppi Termodynaaminen systeemi Tilanmuuttujat (suureet) Lämpötila T (K) Absoluuttinen asteikko eli Kelvinasteikko! Paine p (Pa, bar) Tilavuus V (l, m 3, ) Ainemäärä n (mol) Eristetty systeemi Ei ole
Lisätiedotja piirrä sitä vastaavat kaksi käyrää ja tarkista ratkaisusi kuvastasi.
Harjoituksia yhtälöryhmistä ja matriiseista 1. Ratkaise yhtälöpari (F 1 ja F 2 ovat tuntemattomia) cos( ) F 1 + cos( ) F 2 = 0 sin( ) F 1 + sin( ) F 2 = -1730, kun = -50 ja = -145. 2. Ratkaise yhtälöpari
LisätiedotYksikköoperaatiot ja teolliset prosessit CHEM-A2100 (5 op)
Yksikköoperaatiot ja teolliset prosessit CHEM-A2100 (5 op) 1 Yleistä kurssista Luento- ja laskariaikataulu MyCourses ja Oodissa Luennot maanantaisin kerran viikossa. Luennoilla saatetaan tehdä myös pieniä
LisätiedotKertaus 3 Putkisto ja häviöt, pyörivät koneet. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet
Kertaus 3 Putkisto ja häviöt, pyörivät koneet KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet Käsitteelliset tehtävät Käsitteelliset tehtävät Ulkopuoliset virtaukset Miten Reynoldsin luku vaikuttaa rajakerrokseen?
LisätiedotLuku 2. Kemiallisen reaktion tasapaino
Luku 2 Kemiallisen reaktion tasapaino 1 2 Keskeisiä käsitteitä 3 Tasapainotilan syntyminen, etenevä reaktio 4 Tasapainotilan syntyminen 5 Tasapainotilan syntyminen, palautuva reaktio 6 Kemiallisen tasapainotilan
LisätiedotEsimerkiksi ammoniakin valmistus typestä ja vedystä on tyypillinen teollinen tasapainoreaktio.
REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 REAKTIOTASAPAINO Johdantoa: Usein kemialliset reaktiot tapahtuvat vain yhteen suuntaan eli lähtöaineet reagoivat keskenään täydellisesti reaktiotuotteiksi, esimerkiksi palaminen
Lisätiedotkuonasula metallisula Avoin Suljettu Eristetty S / Korkealämpötilakemia Termodynamiikan peruskäsitteitä
Termodynamiikan peruskäsitteitä The Laws of thermodynamics: (1) You can t win (2) You can t break even (3) You can t get out of the game. - Ginsberg s theorem - Masamune Shirow: Ghost in the shell Systeemillä
LisätiedotAine-, energia- ja rahataseet prof. Olli Dahl
Aine-, energia- ja rahataseet prof. Olli Dahl Puhtaat teknologiat tutkimusryhmä Sisältö Johdanto Aine- ja energiatase Reaaliset rahavirrat, yritystaso rahatase Esimerkkejä: Kemiallisen massan eli sellun
LisätiedotMATEMATIIKKA. Matematiikkaa pintakäsittelijöille. Ongelmanratkaisu. Isto Jokinen 2017
MATEMATIIKKA Matematiikkaa pintakäsittelijöille Ongelmanratkaisu Isto Jokinen 2017 SISÄLTÖ 1. Matemaattisten ongelmien ratkaisu laskukaavoilla 2. Tekijäyhtälöt 3. Laskukaavojen yhdistäminen 4. Yhtälöiden
LisätiedotLuvun 12 laskuesimerkit
Luvun 12 laskuesimerkit Esimerkki 12.1 Mikä on huoneen sisältämän ilman paino, kun sen lattian mitat ovat 4.0m 5.0 m ja korkeus 3.0 m? Minkälaisen voiman ilma kohdistaa lattiaan? Oletetaan, että ilmanpaine
LisätiedotKJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai :00-12:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.
KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai 26.5.2017 8:00-12:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet. Pelkät kaavat ja ratkaisu eivät riitä täysiin pisteisiin.
LisätiedotTermodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään usein kuvaajina, joissa:
Lämpötila (Celsius) Luento 9: Termodynaamisten tasapainojen graafinen esittäminen, osa 1 Tiistai 17.10. klo 8-10 Termodynaamiset tasapainopiirrokset Termodynaamisten tasapainotarkastelujen tulokset esitetään
Lisätiedot1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa?
Kysymys 1. Kumpi painaa enemmän normaalipaineessa: 1m2 80 C ilmaa vai 1m2 0 C ilmaa? 2. EXTRA-PÄHKINÄ (menee yli aiheen): Heität vettä kiukaalle. Miksi vesihöyry nousee voimakkaasti kiukaasta ylöspäin?
LisätiedotTässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen
KEMA221 2009 PUHTAAN AINEEN FAASIMUUTOKSET ATKINS LUKU 4 1 PUHTAAN AINEEN FAASIMUUTOKSET Esimerkkejä faasimuutoksista? Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen Faasi = aineen
LisätiedotREAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos
ympäristö ympäristö 15.12.2016 REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos Kaikilla aineilla (atomeilla, molekyyleillä) on asema- eli potentiaalienergiaa ja liike- eli
LisätiedotLämmityksen lämpökerroin: Jäähdytin ja lämmitin ovat itse asiassa sama laite, mutta niiden hyötytuote on eri, jäähdytyksessä QL ja lämmityksessä QH
Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat työtä toimiakseen sillä termodynamiikan toinen pääsääntö Lämpökoneita ovat lämpövoimakoneiden lisäksi laitteet, jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: Mikään laite ei
LisätiedotKULJETUSSUUREET Kuljetussuureilla tai -ominaisuuksilla tarkoitetaan kaasumaisen, nestemäisen tai kiinteän väliaineen kykyä siirtää ainetta, energiaa, tai jotain muuta fysikaalista ominaisuutta paikasta
Lisätiedot= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 7, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Sylinteri on ympäristössä, jonka paine on P 0 ja lämpötila T 0. Sylinterin sisällä on n moolia ideaalikaasua ja sen tilavuutta kasvatetaan
LisätiedotTasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä
REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä Fritz Haber huomasi ammoniakkisynteesiä kehitellessään, että olosuhteet vaikuttavat ammoniakin määrään tasapainoseoksessa. Hän huomasi,
Lisätiedot(l) B. A(l) + B(l) (s) B. B(s)
FYSIKAALISEN KEMIAN LAUDATUTYÖ N:o 3 LIUKOISUUDEN IIPPUVUUS LÄMPÖTILASTA 6. 11. 1998 (HJ) A(l) + B(l) µ (l) B == B(s) µ (s) B FYSIKAALISEN KEMIAN LAUDATUTYÖ N:o 3 1. TEOIAA Kyllästetty liuos LIUKOISUUDEN
LisätiedotMuita lämpökoneita. matalammasta lämpötilasta korkeampaan. Jäähdytyksen tehokerroin: Lämmityksen lämpökerroin:
Muita lämpökoneita Nämäkin vaativat ovat työtälämpövoimakoneiden toimiakseen sillä termodynamiikan pääsääntö Lämpökoneita lisäksi laitteet,toinen jotka tekevät on Clausiuksen mukaan: laiteilmalämpöpumppu
LisätiedotMolaariset ominaislämpökapasiteetit
Molaariset ominaislämpökapasiteetit Yleensä, kun systeemiin tuodaan lämpöä, sen lämpötila nousee. (Ei kuitenkaan aina, kannattaa muistaa, että työllä voi olla osuutta asiaan.) Lämmön ja lämpötilan muutoksen
LisätiedotHSC-ohje laskuharjoituksen 1 tehtävälle 2
HSC-ohje laskuharjoituksen 1 tehtävälle 2 Metanolisynteesin bruttoreaktio on CO 2H CH OH (3) 2 3 Laske metanolin tasapainopitoisuus mooliprosentteina 350 C:ssa ja 350 barin paineessa, kun lähtöaineena
LisätiedotIdeaalikaasulaki. Ideaalikaasulaki on esimerkki tilanyhtälöstä, systeemi on nyt tietty määrä (kuvitteellista) kaasua
Ideaalikaasulaki Ideaalikaasulaki on esimerkki tilanyhtälöstä, systeemi on nyt tietty määrä (kuvitteellista) kaasua ja tilanmuuttujat (yhä) paine, tilavuus ja lämpötila Isobaari, kun paine on vakio Kaksi
LisätiedotLämpö- eli termokemiaa
Lämpö- eli termokemiaa Endoterminen reaktio sitoo ympäristöstä lämpöenergiaa. Eksoterminen reaktio vapauttaa lämpöenergiaa ympäristöön. Entalpia H kuvaa systeemin sisäenergiaa vakiopaineessa. Entalpiamuutos
LisätiedotPHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016
PHYS-A0120 Termodynamiikka syksy 2016 Emppu Salonen Prof. Peter Liljeroth Viikko 6: Faasimuutokset Maanantai 5.12. Kurssin aiheet 1. Lämpötila ja lämpö 2. Työ ja termodynamiikan 1. pääsääntö 3. Lämpövoimakoneet
LisätiedotL7 Kaasun adsorptio kiinteän aineen pinnalle
CHEM-C2230 Pintakemia L7 Kaasun adsorptio kiinteän aineen pinnalle Monika Österberg Barnes&Gentle, 2005, luku 8 Aikaisemmin käsitellyt Adsorptio kiinteälle pinnalle nesteessä Adsorptio nestepinnalle 1
LisätiedotBM20A0900, Matematiikka KoTiB3
BM20A0900, Matematiikka KoTiB3 Luennot: Matti Alatalo Oppikirja: Kreyszig, E.: Advanced Engineering Mathematics, 8th Edition, John Wiley & Sons, 1999, luvut 1 4. 1 Sisältö Ensimmäisen kertaluvun differentiaaliyhtälöt
LisätiedotLämpöopin pääsäännöt
Lämpöopin pääsäännöt 0. Eristetyssä systeemissä lämpötilaerot tasoittuvat. Systeemin sisäenergia U kasvaa systeemin tuodun lämmön ja systeemiin tehdyn työn W verran: ΔU = + W 2. Eristetyn systeemin entropia
LisätiedotLuku 8. Reaktiokinetiikka
Luku 8 Reaktiokinetiikka 234 8.1 Reaktion nopeus Reaktiokinetiikka tarkastelee reaktioiden nopeuksia (vrt. termodynamiikka) reaktionopeus = konsentraation muutos aikayksikössä Tarkastellaan yksinkertaista
LisätiedotLuku 4 SULJETTUJEN SYSTEEMIEN ENERGIA- ANALYYSI
Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 4 SULJETTUJEN SYSTEEMIEN ENERGIA- ANALYYSI Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission
LisätiedotLuku 8 EXERGIA: TYÖPOTENTIAALIN MITTA
Thermodynamics: An Engineering Approach, 7 th Edition Yunus A. Cengel, Michael A. Boles McGraw-Hill, 2011 Luku 8 EXERGIA: TYÖPOTENTIAALIN MITTA Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required
Lisätiedotm h = Q l h 8380 J = J kg 1 0, kg Muodostuneen höyryn osuus alkuperäisestä vesimäärästä on m h m 0,200 kg = 0,
76638A Termofysiikka Harjoitus no. 9, ratkaisut syyslukukausi 014) 1. Vesimäärä, jonka massa m 00 g on ylikuumentunut mikroaaltouunissa lämpötilaan T 1 110 383,15 K paineessa P 1 atm 10135 Pa. Veden ominaislämpökapasiteetti
LisätiedotKOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma
KOE 3, A-OSIO Agroteknologia Agroteknologian pääsykokeessa saa olla mukana kaavakokoelma Sekä A- että B-osiosta tulee saada vähintään 10 pistettä. Mikäli A-osion pistemäärä on vähemmän kuin 10 pistettä,
LisätiedotKemiallinen reaktio
Kemiallinen reaktio REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Johdantoa: Syömme elääksemme, emme elä syödäksemme! sanonta on totta. Kun elimistömme hyödyntää ravintoaineita metaboliassa eli aineenvaihduntareaktioissa,
LisätiedotAinemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin
REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ainemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin Mitä on kemia? Kemia on reaktioyhtälöitä, ja niiden tulkitsemista. Ollaan havaittu, että reaktioyhtälöt kertovat kemiallisen
LisätiedotOppimistavoite tälle luennolle
Oppiistavoite tälle lueolle Yksikköoperaatiot ja teolliset prosessit CHEM-A00 (5 op) Tislaus ja uutto Yärtää erotusprosessie suuittelu perusteet Tutea tislaukse ja uuto toiitaperiaatteet Tutea tpillisipiä
LisätiedotNumeeriset menetelmät TIEA381. Luento 12. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 12 () Numeeriset menetelmät / 33
Numeeriset menetelmät TIEA381 Luento 12 Kirsi Valjus Jyväskylän yliopisto Luento 12 () Numeeriset menetelmät 25.4.2013 1 / 33 Luennon 2 sisältö Tavallisten differentiaaliyhtälöiden numeriikasta Rungen
Lisätiedot1. Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (1/V)(dV/dT) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (1/V)(dV/dp) T.
S-35, Fysiikka III (ES) välikoe Laske ideaalikaasun tilavuuden lämpötilakerroin (/V)(dV/d) p ja isoterminen kokoonpuristuvuus (/V)(dV/dp) ehtävän pisteyttäneen assarin kommentit: Ensimmäisen pisteen sai
LisätiedotKonventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla
Termodynamiikkaa Energiatekniikan automaatio TKK 2007 Yrjö Majanne, TTY/ACI Martti Välisuo, Fortum Nuclear Services Automaatio- ja säätötekniikan laitos Termodynamiikan perusteita Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa
LisätiedotReaktiosarjat
Reaktiosarjat Usein haluttua tuotetta ei saada syntymään yhden kemiallisen reaktion lopputuotteena, vaan monen peräkkäisten reaktioiden kautta Tällöin edellisen reaktion lopputuote on seuraavan lähtöaine
LisätiedotLaskun vaiheet ja matemaattiset mallit
Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit Jukka Sorjonen sorjonen.jukka@gmail.com 28. syyskuuta 2016 Jukka Sorjonen (Jyväskylän Normaalikoulu) Mallit ja laskun vaiheet 28. syyskuuta 2016 1 / 22 Hieman kertausta
LisätiedotSarake 1 Sarake 2 Sarake 3 Sarake 4. Vahvistumisen jälkeen tavaran hinta on 70. Uusi tilavuus on
AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN VALINTAKOE 1/5 TEHTÄVÄOSA / Ongelmanratkaisu 1.6. 2017 TEHTÄVÄOSA ONGELMANRATKAISU Vastaa kullekin tehtävälle varatulle ratkaisusivulle. Vastauksista tulee selvitä tehtävien
Lisätiedot2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu
2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2.1 Reaktorit Teolliset reaktorit voidaan toimintansa perusteella jakaa seuraavasti: panosreaktorit (batch) panosreaktorit (batch) 1 virtausreaktorit
LisätiedotKurssin toteutus ja ryhmiinjako Ma 2.9. klo 13-15 PR104 Aki Sorsa (SÄÄ) Pe 13.9. klo 8-10 (oma huone) Ke 18.9. Tehtävien palautus
PROSESSI- JA YMPÄRISTÖTEKNIIKAN PERUSTA I Aikataulu, syksy 2013 TEEMA AIKATAULU VASTUU Kurssin toteutus ja ryhmiinjako Ma 2.9. klo 13-15 PR104 Aki Sorsa (SÄÄ) Yksikköprosessit ja taseajattelu Ympäristövaikutukset
LisätiedotVirtaus ruiskutusventtiilin reiästä
Jukka Kiijärvi Virtaus ruiskutusventtiilin reiästä Kaasu- ja polttomoottorin uudet tekniset mahdollisuudet Polttomoottori- ja turbotekniikan seminaari 2014-05-15 Otaniemi Teknillinen tiedekunta, sähkö-
LisätiedotYhtälöryhmä matriisimuodossa. MS-A0004/A0006 Matriisilaskenta. Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia. 2x1 x 2 = 1 x 1 + x 2 = 5.
2. MS-A4/A6 Matriisilaskenta 2. Nuutti Hyvönen, c Riikka Kangaslampi Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto 5.9.25 Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia { 2x x 2 = x + x 2
LisätiedotLuku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste
Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää
LisätiedotEnergiatehokkuuden analysointi
Liite 2 Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma Energiatehokkuuden analysointi Liite loppuraporttiin Jani Isokääntä 9.4.2015 Sisällys
LisätiedotLuku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste
Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää
LisätiedotKuva 1. Virtauksen nopeus muuttuu poikkileikkauksen muuttuessa
8. NESTEEN VIRTAUS 8.1 Bernoullin laki Tässä laboratoriotyössä tutkitaan nesteen virtausta ja virtauksiin liittyviä energiahäviöitä. Yleisessä tapauksessa nesteiden virtauksen käsittely on matemaattisesti
Lisätiedot13 KALORIMETRI. 13.1 Johdanto. 13.2 Kalorimetrin lämmönvaihto
13 KALORIMETRI 13.1 Johdanto Kalorimetri on ympäristöstään mahdollisimman täydellisesti lämpöeristetty astia. Lämpöeristyksestä huolimatta kalorimetrin ja ympäristön välinen lämpötilaero aiheuttaa lämmönvaihtoa
LisätiedotErilaisia entalpian muutoksia
Erilaisia entalpian muutoksia REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Erilaisille kemiallisten reaktioiden entalpiamuutoksille on omat terminsä. Monesti entalpia-sanalle käytetään synonyymiä lämpö. Reaktiolämmöllä eli
Lisätiedotln2, missä ν = 1mol. ja lopuksi kaasun saama lämpömäärä I pääsäännön perusteella.
S-114.42, Fysiikka III (S 2. välikoe 4.11.2002 1. Yksi mooli yksiatomista ideaalikaasua on alussa lämpötilassa 0. Kaasu laajenee tilavuudesta 0 tilavuuteen 2 0 a isotermisesti, b isobaarisesti ja c adiabaattisesti.
Lisätiedot(b) Tunnista a-kohdassa saadusta riippuvuudesta virtausmekaniikassa yleisesti käytössä olevat dimensiottomat parametrit.
Tehtävä 1 Oletetaan, että ruiskutussuuttimen nestepisaroiden halkaisija d riippuu suuttimen halkaisijasta D, suihkun nopeudesta V sekä nesteen tiheydestä ρ, viskositeetista µ ja pintajännityksestä σ. (a)
Lisätiedotvetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen
DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa
LisätiedotL7 Kaasun adsorptio kiinteän aineen pinnalle
CHEM-C2230 Pintakemia L7 Kaasun adsorptio kiinteän aineen pinnalle Monika Österberg Barnes&Gentle, 2005, luku 8 Aikaisemmin käsitellyt Adsorptio kiinteälle pinnalle nesteessä Adsorptio nestepinnalle Oppimistavoitteet
LisätiedotPHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA
PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA Kevät 2016 Emppu Salonen Lasse Laurson Arttu Lehtinen Toni Mäkelä Luento 8: Kemiallinen potentiaali, suurkanoninen ensemble Pe 18.3.2016 1 AIHEET 1. Kanoninen
LisätiedotMamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus
Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KATTILAN VESIHÖYRYPIIRIN SUUNNITTELU Höyrykattilan on tuotettava höyryä seuraavilla arvoilla.
Lisätiedotax + y + 2z = 0 2x + y + az = b 2. Kuvassa alla on esitetty nesteen virtaus eräässä putkistossa.
BM20A5800 Funktiot, lineaarialgebra ja vektorit Harjoitus 7, Syksy 206 Tutkitaan yhtälöryhmää x + y + z 0 2x + y + az b ax + y + 2z 0 (a) Jos a 0 ja b 0 niin mikä on yhtälöryhmän ratkaisu? Tulkitse ratkaisu
LisätiedotLukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento 2 2015
Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia Leena Piiroinen Luento 2 2015 Reaktioyhtälöön liittyviä laskuja 1. Reaktioyhtälön kertoimet ja tuotteiden määrä 2. Lähtöaineiden riittävyys 3. Reaktiosarjat 4. Seoslaskut
LisätiedotPuhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p
KEMA221 2009 KERTAUSTA IDEAALIKAASU JA REAALIKAASU ATKINS LUKU 1 1 IDEAALIKAASU Ideaalikaasu Koostuu pistemäisistä hiukkasista Ei vuorovaikutuksia hiukkasten välillä Hiukkasten liike satunnaista Hiukkasten
LisätiedotPakotettu vaimennettu harmoninen värähtelijä Resonanssi
Pakotettu vaimennettu harmoninen värähtelijä Resonanssi Tällä luennolla tavoitteena Mikä on pakkovoiman aiheuttama vaikutus vaimennettuun harmoniseen värähtelijään? Mikä on resonanssi? Kertaus: energian
LisätiedotErilaisia entalpian muutoksia
Erilaisia entalpian muutoksia REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Erilaisille kemiallisten reaktioiden entalpiamuutoksille on omat terminsä. Monesti entalpia-sanalle käytetään synonyymiä lämpö. Reaktiolämmöllä eli
LisätiedotBiodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa
Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa Tuotantomenetelmät Kasviöljyjen vaihtoesteröinti Kasviöljyjen hydrogenointi Fischer-Tropsch-synteesi Kasviöljyt Rasvan kemiallinen rakenne Lähde: Malkki, Rypsiöljyn
LisätiedotTEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) TEHTÄVÄ 2
Aalto-yliopisto/Insinööritieteiden korkeakoulu/energiatalous ja voimalaitostekniikka 1(5) TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) Ilmaa komprimoidaan 1 bar (abs.) paineesta 7 bar
LisätiedotKertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko klo 8-10
Kertausluennot: Mahdollisuus pisteiden korotukseen ja rästisuorituksiin Keskiviikko 25.10 klo 8-10 Jokaisesta oikein ratkaistusta tehtävästä voi saada yhden lisäpisteen. Tehtävä, joilla voi korottaa kotitehtävän
LisätiedotFLUPA I, syksy 2009 RIKASTUS. Tehtävä 1.
FLUP I, syksy 29 RIKSTUS Tehtävä 1. Lyijymalmia rikastetaan 1 t/h vaahdottamalla käyttäen 43 g reagenssia (ksantaattia) malmitonnia kohti. Syötteen, jätteen ja rikasteen kiintoaineiden mineraalikoostumukset
LisätiedotEsim: Mikä on tarvittava sylinterin halkaisija, jolla voidaan kannattaa 10 KN kuorma (F), kun käytettävissä on 100 bar paine (p).
3. Peruslait 3. PERUSLAIT Hydrauliikan peruslait voidaan jakaa hydrostaattiseen ja hydrodynaamiseen osaan. Hydrostatiikka käsittelee levossa olevia nesteitä ja hydrodynamiikka virtaavia nesteitä. Hydrauliikassa
LisätiedotTermodynamiikka. Termodynamiikka on outo teoria. Siihen kuuluvat keskeisinä: Systeemit Tilanmuuttujat Tilanyhtälöt. ...jotka ovat kaikki abstraktioita
Termodynamiikka Termodynamiikka on outo teoria. Siihen kuuluvat keskeisinä: Systeemit Tilanmuuttujat Tilanyhtälöt...jotka ovat kaikki abstraktioita Miksi kukaan siis haluaisi oppia termodynamiikkaa? Koska
Lisätiedot782630S Pintakemia I, 3 op
782630S Pintakemia I, 3 op Ulla Lassi Puh. 0400-294090 Sposti: ulla.lassi@oulu.fi Tavattavissa: KE335 (ma ja ke ennen luentoja; Kokkolassa huone 444 ti, to ja pe) Prof. Ulla Lassi Opintojakson toteutus
LisätiedotPHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)
PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op) Sisältö: Nestevirtaukset Elastiset muodonmuutokset Kineettinen kaasuteoria Termodynamiikan käsitteet Termodynamiikan pääsäännöt Termodynaamiset prosessit Termodynaamiset
LisätiedotEnergia-alan keskeisiä termejä. 1. Energiatase (energy balance)
Energia-alan keskeisiä termejä 1. Energiatase (energy balance) Energiataseet perustuvat energian häviämättömyyden lakiin. Systeemi rajataan ja siihen meneviä ja sieltä tulevia energiavirtoja tarkastellaan.
LisätiedotLuento 2: Lämpökemiaa, osa 1 Keskiviikko klo Termodynamiikan käsitteitä
Luento 2: Lämpökemiaa, osa 1 Keskiviikko 12.9. klo 8-10 477401A - ermodynaamiset tasapainot (Syksy 2018) ermodynamiikan käsitteitä - Systeemi Eristetty - suljettu - avoin Homogeeninen - heterogeeninen
LisätiedotSeoksen pitoisuuslaskuja
Seoksen pitoisuuslaskuja KEMIAA KAIKKIALLA, KE1 Analyyttinen kemia tutkii aineiden määriä ja pitoisuuksia näytteissä. Pitoisuudet voidaan ilmoittaa: - massa- tai tilavuusprosentteina - promilleina tai
LisätiedotPHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2017
PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka Kevät 2017 Emppu Salonen Lasse Laurson Toni Mäkelä Touko Herranen Luento 2: kineettistä kaasuteoriaa Pe 24.2.2017 1 Aiheet tänään 1. Maxwellin ja Boltzmannin
LisätiedotRak Tulipalon dynamiikka
Rak-43.3510 Tulipalon dynamiikka 7. luento 14.10.2014 Simo Hostikka Palopatsaat 1 Luonnollisten palojen liekki 2 Palopatsas 3 Liekin korkeus 4 Palopatsaan lämpötila ja virtausnopeus 5 Ideaalisen palopatsaan
LisätiedotDYNAMIIKKA II, LUENTO 5 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi
DYNAMIIKKA II, LUENTO 5 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi LUENNON SISÄLTÖ Kertausta edelliseltä luennolta: Suhteellisen liikkeen nopeuden ja kiihtyvyyden yhtälöt. Jäykän kappaleen partikkelin liike. Jäykän
Lisätiedot3. Bernoullin yhtälön käyttö. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet
3. Bernoullin yhtälön käyttö KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet Päivän anti Mitä Bernoullin yhtälö tarkoittaa ja miten sitä voidaan käyttää virtausongelmien ratkaisemiseen? Motivointi: virtausnopeuden
LisätiedotPuun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa
1 Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa V Liekkipäivä Otaniemi, Espoo 14.1.2010 Ville Hankalin TTY / EPR 14.1.2010 2 Esityksen sisältö TTY:n projekti Biomassan pyrolyysin reaktiokinetiikan tutkimus
LisätiedotMetli. Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä. Gasumin kaasurahaston seminaari 10.12.2013 (Tapahtumatalo Bank, Unioninkatu 20)
Metli Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä Hankkeen esittely Gasumin kaasurahaston seminaari 10.12.2013 (Tapahtumatalo Bank, Unioninkatu 20) Toteuttajat: FM Maarit Janhunen (Savonia), FT
Lisätiedot