Υποχρεωτικό μάθημα 7ου εξαμήνου του προγράμματος σπουδών στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Α.Π.Θ.

Εισαγωγή στην Τεχνική Μηχανική και την Αντοχή των Υλικών με λίγα θέματα στατικής. Τάσεις και παραμορφώσεις, λόγος του Poisson και θερμική διαστολή. Πιεστικά δοχεία και συγκεντρώσεις τάσεων. Συνδέσεις με ήλωση και συγκολλήσεις. Ιδιότητες επιφανειών. Αντιδράσεις δοκών, διατμητικά και διαγράμματα ροπών. Τάσεις σε δοκούς - βέλος κάμψης. Μέθοδοι ισχυροποίησης των μετάλλων. Βιομηχανική αστοχία.

Στοιχεία διανυσματικής άλγεβρας, ισορροπία υλικού σημείου, ισορροπία στερεού σώματος, δικτυώματα, πλαίσια, εσωτερικές δυνάμεις και διαγράμματα MNQ, εφελκυσμός, κάμψη, στρέψη, κέντρα βάρη επιφανειών και ροπές αδρανείας πρώτης και δεύτερης τάξης, ελαστική γραμμή, λυγισμός, κύκλος του mohr, Νόμος Hooke, στοιχεία τανυστικής άλγεβρας, εισαγωγή στην ελαστικότητα, μηχανική των στερεών, μηχανική των ρευστών, παραδείγματα από τη Νανοτεχνολογία.

Έχει σκοπό την παροχή βασικών γνώσεων που αφορούν στη σχεδίαση αντικειμένων και ερμηνεία σχεδίου και την παράλληλη εξάσκηση στο μηχανολογικό σχέδιο. Ενότητες που καλύπτονται: Απλές γεωμετρικές κατασκευές. Όψεις και τομές αντικειμένων. Τοποθέτηση διαστάσεων. Σπειρώματα. Συγκολήσεις. Σκαριφήματα. σχέδια. Συνοπτικό Κατασκευαστικά σχέδια - Κατάλογος τεμαχίων.

Mετά το πέρας των μαθημάτων και των ασκήσεων οι φοιτητές θα μπορούν:

• 1. Να αντιληφθούν τη σημασία της σχεδιομελέτης και των προδιαγραφών - τυποποίησης για τη σχεδίαση απλών εξαρτημάτων.
• 2. Να αναγνωρίζουν διάφορα βιομηχανικά σχέδια.
• 3. Να σχεδιάζουν απλά κατασκευαστικά σχέδια σε όψεις σε σύντομο χρόνο (ταχύτητα σχεδίασης).
• 4. Να είναι σε θέση να πραγματοποιούν τα παραπάνω τόσο στο χαρτί όσο και σε προγράμματα σχεδίασης σε Η/Υ (CAD). 

Εκπαίδευση στην εκπόνηση τεχνικο-οικονομικής μελέτης χημικών και συναφών βιομηχανικών εγκαταστάσεων

Αντικείμενο του μαθήματος είναι ο υπολογισμός των επιπτώσεων σε ανθρώπους και υλικά από φωτιές, εκρήξεις ή διασπορά τοξικών ρύπων. Πιο αναλυτικά 1) Αρχικά μελετάται η πιθανότητα να συμβεί ένα ατύχημα. 2) Μελετώνται οι τύποι φωτιάς, και ο υπολογισμός της θερμικής ακτινοβολίας. Από τη θερμική ακτινοβολία υπολογίζεται η πιθανότητα εγκαυμάτων ή θανάτων αλλά και οι επιπτώσεις σε υλικά. 3) Δίνεται έμφαση στις εκρήξεις αερίου νέφους και ειδικότερα στον υπολογισμό της υπερπίεσης που δημιουργείται. Από το μέγεθος της υπερπίεσης υπολογίζονται οι έμμεσες και άμεσες επιπτώσεις στον άνθρωπο και στα υλικά. 4) Μελετάται η συνεχής ή στιγμιαία διασπορά τοξικών ρύπων, ελαφρών ή μη και οι επιπτώσεις τους στους ανθρώπους. 5) Δίνεται μία σύντομη ανασκόπηση αιτίων που εμφανίζονται σε εξοπλισμό. 6) Μελετώνται διάφορα τυπικά μεγάλα βιομηχανικά ατυχήματα.

Μάθημα Επιλογής (Κατεύθυνση Υλικών) 7ου εξαμήνου ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Στοιχεία Στατιστικής Θερμοδυναμικής Πιθανότητες, Συνάρτηση επιμερισμού, Από τις πιθανότητες στην θερμοδυναμική 2. Προσομοιώσεις και Στατιστική Θερμοδυναμική Μέθοδος Monte Carlo, Μέθοδος μοριακής δυναμικής, Μέθοδος στοχαστικής δυναμικής 3. Υπολογισμός Δομικών και Θερμοδυναμικών Ιδιοτήτων Υλικών Συνάρτηση ακτινικής κατανομής και στατικός παράγοντας δομής, Δυναμικός παράγοντας δομής, Πυκνότητα και συμπιεστότητα, Συντελεστής διάχυσης, Διαγράμματα φάσεων 4. Συσχέτιση με Πειραματικά Μετρούμενες Ποσότητες Σκέδαση ακτίνων-Χ και νετρονίων, Μη-ελαστική σκέδαση νετρονίων, Φασματοσκοπία NMR, Διηλεκτρική φασματοσκοπία

Γενική εισαγωγή στα Φαινόμενα Μεταφοράς. Μοριακοί μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας, μάζας και ορμής. Συντελεστές μοριακής μεταφοράς και απλές συσχετίσεις από την κινητική θεωρία. Μοριακές ροές σε τρείς διαστάσεις. Γενικό ισοζύγιο μεταφερομένου μεγέθους. Μεταφορά με συναγωγή. Εξαγωγή διαφορικών εξισώσεων διατήρησης για τη μεταφορά θερμότητας και μάζας. Στατική των ρευστών και εξαγωγή των διαφορικών εξισώσεων μεταφοράς ορμής. Σύνοψη των εξισώσεων μεταφοράς και των οριακών συνθηκών. Συστηματική κατάστρωση και λύση προβλημάτων μονοδιάστατης μεταφοράς θερμότητας, μάζας και ορμής με βάση τις γενικές εξισώσεις διατήρησης.

Αντικείμενο του μαθήματος είναι οι βασικές αρχές που διέπουν τις μεθόδους υπολογισμού που εφαρμόζονται στον προκαταρκτικό σχεδιασμό στηλών απόσταξης, απορρόφησης, εκχύλισης και ψυκτικών πύργων.

1. Ο σχεδιασμός των αποστακτικών στηλών γίνεται ως παράδειγμα υπολογισμού διεργασιών με βαθμίδες και εξετάζονται αναλυτικές και γραφικές μέθοδοι. Επίσης αναφέρεται η απόσταξη διαλείπουσας (batch) λειτουργίας καθώς και απλοποιημένες μέθοδοι υπολογισμού για πολυσύνθετα μίγματα. Απόδοση στήλης.

2. Οι διεργασίες με πληρωτικά υλικά εξετάζονται αναλυτικά στην ενότητα της απορρόφησης αερίων. Ο υπολογισμός γίνεται με αναλυτικές και γραφικές μεθόδους. Απόδοση στήλης.

3. Στην ενότητα της εκχύλισης εξετάζεται η εκχύλιση υγρού – υγρού μη αναμίξιμων διαλυτών αλλά και μερικώς αναμίξιμων διαλυτών σε διαλείπουσα και συνεχή λειτουργία, με αναλυτικές και γραφικές μεθόδους.

4. Ο ψυκτικός πύργος διδάσκεται ως παράδειγμα σύγχρονης μεταφοράς μάζας και θερμότητας. Εκτενή εφαρμογή στο σχεδιασμό ψυκτικού πύργου νερού – αέρα.

Συστήματα αναφοράς και χρήση διανυσμάτων στη Μηχανική. Καμπυλόγραμμη κίνηση, Ταχύτητα, Επιτάχυνση (2Δ και 3Δ). Σχετική κίνηση, Μετασχηματισμοί Γαλιλαίου. Ορμή, Δυνάμεις, Νόμοι του Νεύτωνα, Στροφορμή και Ροπή Δυνάμεως. Έργο Δυνάμεως και Δυναμική Ενέργεια. Ταλαντώσεις. Δυναμική Συστήματος Σωμάτων. Δυναμική Στερεού Σώματος.