TU Delft
Jaar
Druk deze pagina af Druk deze pagina af     
NEDERLANDSENGLISH
Organisatie
2012/2013 Technische Natuurwetenschappen Bachelor Technische Natuurkunde
TN4780TA
Fysische transportverschijnselen
ECTS: 4
Verantwoordelijk Docent
Naam E-mail
Prof.dr.ir. C.R. Kleijn    C.R.Kleijn@tudelft.nl
Vak coordinator
Naam E-mail
Dr.ir. J.J.J. Gillissen    J.J.J.Gillissen@tudelft.nl
Contacturen / week x/x/x/x
0/4/4/0
Onderwijsperiode
2
3
Start onderwijs
2
Tentamenperiode
2
3
4
Cursustaal
Nederlands
Voorkennis
Analyse (met name differentiaalvergelijkingen), Mechanica, Basis Thermodynamica
Onderdelen
Leerstof:
Het vak Fysische Transportverschijnselen heeft een lange traditie als "struikelvak" voor diverse studierichtingen. Dit komt voor een belangrijk deel doordat het een "echt" ingenieursvak is. Er worden "echte" problemen als opgave voorgelegd. De losse onderdelen van het vak zijn niet zo moeilijk. De moeilijkheid schuilt juist in het integreren van de benodigde losse stukjes om tot een juiste beschrijving van het probleem te komen. Dit aspect wordt door vele studenten onvoldoende onderkend. Er is eigenlijk maar ��n manier om het vak onder de knie te krijgen: veel opgaven maken. In de vraagstukkenbundel zijn 200 representatieve vragen verzameld. Het verdient ernstige aanbeveling om hiervan gedurende de loop van het college er reeds vele aan te pakken. Een aantal van deze opgaven wordt tijdens college behandeld. Om het regelmatig oefenen van het maken van opgaven te bevorderen zijn er gedurende de college-perioden zogenaamde toetsen en wordt het vak in twee deeltentamens ge�xamineerd. Voorafgaande aan elk deeltentamen zijn er toetsen waar een half punt voor het daarop aansluitende deeltentamen verdiend kan worden.
Het eindcijfer wordt op basis van de deeltentamencijfers bepaald. Deze bepaling is onderhevig aan de volgende restricties:

1. alle deelcijfers zijn geldig gedurende het cursusjaar waarbinnen die cijfers behaald zijn, voldoende deelcijfers blijven gelden tot een jaar na afloop van het cursusjaar:
2. cijfer toets I: tenminste een 4;
3. cijfer toets II: tenminste een 4;
4. mits voldaan aan 1 t/m 3: eindcijfer is (I + II)/2.
Na be�indiging van het college vindt er nog een "reparatie-tentamen" plaats (augustus), waarbij elke student ��n of twee deeltentamens over kan doen.
In het daarop volgende studiejaar kan men dan:
- �f weer deelnemen aan de nog ontbrekende deeltentamens,
- �f een tentamen afleggen over de hele stof (januari en augustus).
De ervaring leert dat het tentamen over de hele stof voor veel studenten een zeer groot struikelblok vormt.
Vakinhoud
In het vak FT worden de procestechnische aspecten van de natuurkunde behandeld. Dit komt neer op het voeren van een "boekhouding" voor massa, energie en impuls. Het vak bestrijkt een zeer breed terrein van toepassingen, die gevonden worden in het dagelijks leven, de procesindustrie, de biotechnologie, het weer maar net zo goed bij de oliewinning en grondstoffenverwerking. In zeer veel processen die in de ingenieurspraktijk voorkomen speelt stroming van minstens ��n van de drie basisgrootheden uit de natuurkunde (massa, energie, impuls) een essenti�le rol. Het is dan ook van belang dat elke ingenieur de basisbegrippen, die een goede beschrijving van deze stromen in zich dragen, onder de knie heeft. In het college zal deze basis gelegd worden.

Centraal in de aanpak van de diverse problemen staat "de balans". In het eerste deel van van het college zal daarom uitgebreid stil gestaan worden bij de techniek van het opstellen van balansen. Gewapend met dit instrument volgt een introductie in de technische stromingsleer. In het tweede deel zal eerst worden ingegaan op warmtetransport. Zowel stationaire als instationaire problemen worden onder de loep genomen. Tevens wordt aandacht besteed aan problemen waarbij er niet uitsluitend sprake is van geleiding van warmte, maar ook van vloeistof-stroming en warmte-transport. Tenslotte wordt, gebruikmakend van een sterke analogie met warmtetransport, massatransport nader bekeken. De situaties die uiteindelijk geanalyseerd moeten kunnen worden, combineren veelal een aantal deelproblemen uit de collegestof. Om enkele te noemen:
Is er sprake van stroming? Zo ja, is de stroming laminair of turbulent?
Is de situatie stationair?
Wat zijn de mechanismen voor transport? Enkel moleculair of ook convectief van aard?
Leerdoelen
Het doel van het vak is kennis te verwerven over transport van massa, energie en impuls.
Na afloop van het college moet de student in staat zijn voor een gegeven probleem uit de werkelijkheid van alle dag:
- de hoofdmechanismen voor transport aan te wijzen;
- een adequate balans voor dit probleem op te zetten;
- de diverse vormen van transport te kunnen modelleren;
- op basis van het bovenstaande een relevante beschrijving/modellering van het onderhavige probleem op te zetten;
- (numerieke) antwoorden op detailvragen te geven.
Tenslotte moet de student een globaal gevoel voor de grootte-orde van de diverse stromen, tijd- en lengteschalen ontwikkeld hebben.
Onderwijsvorm
De in het hoorcollege behandelde theorie zal worden toegelicht aan de hand van vraagstukken. Daarnaast zijn er een negental zelftoetsen in de vorm van een werkcollege, waarbij vraagstukken op tentamenniveau worden getraind. Actieve deelname aan deze toetsen levert 0.5 bonuspunt op bij het aansluitende deeltentamen. Belangrijker is echter dat deelname aan de toetsen leidt tot een beter begrip van de stof en meer routine (belangrijk!) in het maken van vraagstukken.
Literatuur en studiemateriaal
'Fysische Transportverschijnselen I', prof.dr.ir. H.E.A. van den Akker en dr. R.F. Mudde, uitgave VSSD, tweede of derde druk, 2003 of later.
'Transport Phenomena Data Companion', prof.dr.ir L.P.B.M. Janssen en dr.ir. M.M.C.G. Warmoeskerken, uitgave VSSD.
'200 Vraagstukken Fysische Transportverschijnselen', H.E.A. van den Akker
R.F. Mudde en E. Stammers, uitgave VSSD, 1997 of later.

Reference literature R.B. Bird, W.E. Stewart & E.N. Lightfoot, 'Transport Phenomena', second edition, John Wiley & Sons, New York, 2002. ISBN: 0-471-41077-2
Wijze van toetsen
De (deel)tentamens bestaan uit een schriftelijke zitting. Buiten het gebruikelijke schrijfgerei zijn als hulpmiddelen een (grafische) rekenmachine en een onbeschreven versie van de 'Transport Phenomena Data Companion' toegestaan.
Opmerkingen
Vanaf de cursus 2010-2011 wordt het vak geconcentreerd in het tweede en derde kwartiel met 30 contacturen per kwartiel.