Advanced Fluid Mechanics for Chemical Engineers

พลศาสตร์ของไหลขั้นสูงสำหรับวิศวกรเคมี
3(3-0-9)
เงื่อนไข: โดยความเห็นชอบของสาขาวิชา
สมการเปลี่ยนแปลงในรูปของเวกเตอร์ฟลักซ์ การสร้างสมการการเคลื่อนที่ของนาวีเออร์-สโต๊ก การประยุกต์ใช้สมการพื้นฐานการไหลสำหรับลักษณะการไหลประเภทต่าง ๆ เช่น การไหลแบบอุดมคติ และแบบศักย์ การไหลที่ตัวเลขเรย์โนลด์ต่ำ ๆ และการไหลในชั้นขอบเขตแบบราบเรียบ เป็นต้น วิธีวิเคราะห์ลักษณะการไหลโดยเทคนิคต่าง ๆ การไหลแบบอัดได้ กระบวนการผสมของของไหลและการวิเคราะห์การไหลแบบปั่นป่วน
เค้าโครงรายวิชา
1. สมการการเปลี่ยนแปลง (6 ชั่วโมง)
1.1 เวกเตอร์ฟลักซ์
1.2 การสร้างสมการการเปลี่ยนแปลง
– สมการความต่อเนื่อง
– สมการโมเมนตัม
– สมการพลังงาน
2. สมการการเคลื่อนที่ของนาวีเออร์-สโต๊ก (4 ชั่วโมง)
3. การประยุกต์สมการพื้นฐานการไหล (12 ชั่วโมง)
3.1 การไหลแบบไร้ความหนืด
3.2 สมการแน่นอนสำหรับการไหลแบบราบเรียบหนืด
3.3 สภาวะการไหลอย่างช้ามากสำหรับการไหลแบบราบเรียบหนืด
4. วิธีวิเคราะห์ลักษณะการไหล (6 ชั่วโมง)
4.1 วิธีอินทิกรัล
4.2 วิธีวิเคราะห์กลุ่มไร้มิติ
4.3 การสร้างแบบจำลอง
5. การไหลแบบอัดได้ (4 ชั่วโมง)
6. การผสมของของไหลและการไหลแบบปั่นป่วน (4 ชั่วโมง)
ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้
นักศึกษาสามารถประยุกต์ใช้สมการการเคลื่อนที่ของนาวีเออร์-สโต๊ก กับปัญหาและการวิจัยทางวิศวกรรมเคมีได้ นักศึกษาสามารถวิเคราะห์การไหลแบบอัดได้ การผสมของของไหลและการไหลแบบปั่นป่วนได้

Advanced Fluid Mechanics for Chemical Engineers
Condition: Consent of the School
Expressions for the equation of change in terms of flux vectors. Derivation of the Navier-Stokes equation. Application of the basic flow equations : ideal (inviscid) and potential flows, low Reynolds number flow, laminar boundary layer flow. Method of flow analysis. Compressible flow. Turbulence and fluid mixing processes
Course Outline
1. The Equation of change (6 hours)
1.1 Flux vectors
1.2 Derivation of equation of change
– Continuity equation
– Momentum equation
– Energy equation
2. The Navier-Stokes equation (4 hours)
3. Application of the basic flow equations (12 hours)
3.1 Ideal or inviscid flow
3.2 Exact solutions for laminar viscous flow
3.3 Very slow motion for laminar viscous flow
3.4 The boundary layer theory
4. Method of flow analysis (6 hours)
4.1 Integral method
4.2 Dimensional analysis
4.3 Modeling
5. Compressible flow (4 hours)
6. Turbulence and fluid mixing (4 hours)
Learning Outcomes
Students are able to apply the Navier-Stokes equations on chemical engineering problems and researches. Students are able to make an analysis of compressible flow, fluid mixing and turbulent flow.