Advanced Fluid Mechanics for Chemical Engineers

พลศาสตร์ของไหลขั้นสูงสำหรับวิศวกรเคมี

3(3-0-9)

วิชาบังคับก่อน : โดยความเห็นชอบของสาขาวิชา

สมการเปลี่ยนแปลงในรูปของเวกเตอร์ฟลักซ์ การสร้างสมการการเคลื่อนที่ของนาวีเออร์-สโต๊ก การประยุกต์ใช้สมการพื้นฐานการไหลสำหรับลักษณะการไหลประเภทต่างๆ เช่น การไหลแบบอุดมคติ และแบบศักย์ การไหลที่ตัวเลขเรย์โนลด์ต่ำๆ และการไหลในชั้นขอบเขตแบบราบเรียบ เป็นต้น วิธีวิเคราะห์ลักษณะการไหลโดยเทคนิคต่างๆ การไหลแบบอัดได้ กระบวนการผสมของของไหลและการวิเคราะห์การไหลแบบปั่นป่วน

เค้าโครงรายวิชา

1. สมการการเปลี่ยนแปลง (6 ชม.)
   1. เวกเตอร์ฟลักซ์
   2. การสร้างสมการการเปลี่ยนแปลง
      • สมการความต่อเนื่อง
      • สมการโมเมนตัม
      • สมการพลังงาน
2. สมการการเคลื่อนที่ของนาวีเออร์-สโต๊ก (4 ชม.)
3. การประยุกต์สมการพื้นฐานการไหล (12 ชม.)
   1. การไหลแบบไร้ความหนืด
   2. สมการแน่นอนสำหรับการไหลแบบราบเรียบหนืด
   3. สภาวะการไหลอย่างช้ามากสำหรับการไหลแบบราบเรียบหนืด
   4. ทฤษฎีชั้นขอบเขต
4. วิธีวิเคราะห์ลักษณะการไหล (6 ชม.)
   1. วิธีอินทิกรัล
   2. วิธีวิเคราะห์กลุ่มไร้มิติ
   3. การสร้างแบบจำลอง
5. การไหลแบบอัดได้ (4 ชม.)
6. การผสมของของไหลและการไหลแบบปั่นป่วน (4 ชม.)

ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้

1. สามารถประยุกต์ใช้สมการการเคลื่อนที่ของนาวีเออร์-สโต๊ก กับปัญหาและการวิจัยทางวิศวกรรมเคมีได้
2. สามารถวิเคราะห์การไหลแบบอัดได้ การผสมของของไหลและการไหลแบบปั่นป่วนได้

 

Advanced Fluid Mechanics for Chemical Engineers

Prerequisite : 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 hr.)
   1. Flux vectors.
   2. Derivation of equation of change.
      • Continuity equation
      • Momentum equation
      • Energy equation
2. The Navier-Stokes equation. (10 hr.)
3. Application of the basic flow equations. (8 hr.)
   1. Flux vectors.
   2. Derivation of equation of change.
   3. Very slow motion for laminar viscous flow.
   4. The boundary layer theory.
4. Numerical simulation of multiphase flow. (8 hr.)
   1. Integral method.
   2. Dimensional analysis.
   3. Modeling.
5. Compressible flow. (4 hr.)
6. Turbulence and fluid mixing. (4 hr.)

Learning Outcomes

1. Able to apply the Navier-Stokes equations on chemical engineering problems and research.
2. Able to make an analysis of compressible flow, fluid mixing and turbulent flow.