Περιγραφή μαθήματος
Η ανάλυση και η σύνθεση των φυσικών και χημικών φαινομένων που θα οδηγήσουν στην προσομοίωση και το σχεδιασμό ετερογενών καταλυτικών χημικών αντιδραστήρων.
Περιεχόμενα Μαθήματος

• ΕΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΚΑΤΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΙΚΗ. Καταλύτες, ορισμοί, ιδιότητες και χαρακτηριστικά στερεών καταλυτών. Καταλυτικές επιφάνειες και αντιδράσεις. Προσρόφηση, εκρόφηση. Στοιχειώδεις αντιδράσεις. Μηχανισμοί αντιδράσεων. Κινητική μοντελοποίηση. Αποδραστικοποίηση καταλυτών.
• ΕΤΕΡΟΓΕΝΕΙΣ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟΙ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ: Καταλυτικοί αντιδραστήρες ιδανικής ροής και διαλείποντος έργου. Εξωτερικά φαινόμενα μεταφοράς μάζας. Διάχυση στο εσωτερικό στερεών καταλυτών και παράγοντας αποτελεσματικότητας. Πολυφασικοί αντιδραστήρες και χαρακτηριστικά τους. Μοντελοποίηση ετερογενών καταλυτικών αντιδραστήρων και σχεδιαστικές εξισώσεις. Εφαρμογές εργαστηριακών και βιομηχανικών καταλυτικών αντιδραστήρων.
• ΜΗ ΙΔΑΝΙΚΗ ΡΟΗ ΣΕ ΑΝΤΙΔΡΩΝΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Κατανομές χρόνων παραμονής. Μοντέλο διασποράς. Μοντέλο δοχείων σε σειρά. Μοντέλα διαμερισμού. Επίπτωση της μη ιδανικής ροής στο βαθμό μετατροπής και τη λειτουργία των αντιδραστήρων.

Διδάσκοντες
Ν. Παπαγιαννάκος - email: npap@chemeng.ntua.gr
Γ. Στεφανίδης - email: gstefani@mail.ntua.gr

Εργαστήρια -ΕΔΙΠ-ΕΤΕΠ-Υποψήφιοι Διδάκτορες
Ε. Γρηγοροπούλου, lenag@chemeng.ntua.gr
Κ. Φιλιππόπουλος, kphilip@chemeng.ntua.gr
Ν. Παναγιώτου, nickpan@central.ntua.gr
Κ. Χατζηλυμπέρης, ksh@chemeng.ntua.gr
Ι. Σέμπος, isebos@mail.ntua.gr

Οργάνωση διδασκαλίας
Θεωρία
Γίνονται 2 ώρες εβδομαδιαία

Φροντιστηριακές Ασκήσεις
Γίνονται 2 ώρες εβδομαδιαία από τον κ. Χατζηλυμπέρη

Εργαστήριο
Για το εργαστήριο σχηματίζονται συνεχίζουν οι ίδιες ομάδες από τα ΜΧΔ Ι και πραγματοποιούν τις υπόλοιπες εργαστηριακές ασκήσεις (συνολικά πραγματοποιούνται 3-4 εργαστηριακές ασκήσεις μέσα στη διάρκεια του εξαμήνου). Μετά το τέλος κάθε εργαστηριακής άσκησης κάθε φοιτητής απαντά γραπτά σε κάποιες ερωτήσεις, καθώς επίσης παραδίδει ομαδική εργασία της άσκησης μέσα στις επόμενες 15 μέρες απο την πραγματοποίησή της.

Βαθμολογία
Οι εξετάσεις πραγματοποιούνται με ανοιχτά βιβλία και ο βαθμός του εργαστηρίου συμμετέχει στον τελικό βαθμό κατά 40%. Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου λαμβάνει χώρα επίλυση ασκήσεων στην τάξη. Υπάρχει επιπλέον, η πιθανότητα διεξαγωγής προόδων. Με βάση τα παραπάνω, ο τελικός βαθμός προκύπτει ως εξής:
Η τελική εξέταση λαμβάνει χώρα με ανοιχτές σημειώσεις και βιβλία.

Εξεταστέα Ύλη

• Εκφράσεις ρυθμών αντίδρασης και χρήση τους σε ισοζύγια μάζας και ενέργειας
• Εξωτερικά φαινόμενα μεταφορά σε διφασικά και τριφασικά συστήματα
• Χαρακτηριστικά πολυφασικών αντιδραστήρων. Σχεδιαστικές εξισώσεις
• Εσω-σωματιδιακά φαινόμενα μεταφοράς. Σε ισοθερμοκρασιακά και μη ισοθερμοκρασιακά σωματίδια
• Εργαστηριακά καταλυτικά συστήματα και αντιδραστήρες
• Μη ιδανική ροή. Κατανομή χρόνων παραμονής
• Πειραματικές τεχνικές προσδιορισμού κατανομής χρόνων παραμονής. Συνέλιξη
• Μοντέλο δοχείων σε σειρά. Μοντέλο αξονικής διασποράς
• Στρωτή ροή. Επιπτώσεις μη ιδανικής ροής σε χημικούς αντιδραστήρες

Οι παραπάνω ενότητες στο βιβλίο του Levenspiel αντιστοιχούν στα κεφάλαια: 1,11,13,14,15,16,17,18

Συγγράματα από το σύστημα του Ευδόξου

• "Μηχανική χημικών αντιδράσεων και σχεδιασμός αντιδραστήρων" - Fogler S.
• "Μηχανική Χημικών Διεργασιών" - Levenspiel

Ηλεκτρονική Φόρμα Υποβολής Εργασιών
Η ηλεκτρονική φόρμα υποβολής εργασιών βρίσκεται στο σύνδεσμο http://weblab.chemeng.ntua.gr/submission/mxd.htm