Kurssin tavoitteet, sisältö ja toteutus Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa + Metallurginen termodynamiikka (KO) Syksy 2014 Johdantoluento Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Johdantoluennon sisältö Prosessimetallurgian laboratorio Prosessimetallurgia Prosessimetallurgian opinnot Ilmiöt prosessimetallurgiassa ja niiden mallinnus Tavoitteet Aikataulu ja sisältö Oppimateriaalit Suoritustapa Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Prosessimetallurgian laboratorio Opintosuunta prosessi- ja ympäristötekniikan koulutusohjelmissa Opetuksen painopiste korkealämpötilakemiassa ja -rakenteissa Tutkimuksen painopiste raudan, terästen ja ferroseosten prosessimetallurgiassa Laboratoriolla on opetuksen kehittämisryhmä, jonne opiskelijat voivat tuoda palautetta, ja jonka toimintaan he voivat vapaasti osallistua Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Prosessimetallurgian laboratorion opettava henkilökunta Lisäksi kursseilla toimivat vierailevina opettajina prosessimetallurgian laboratorion tutkijat. Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Opettaja: Eetu-Pekka Heikkinen Email: eetu.heikkinen@oulu.fi Puh.: 0294482559 Huone: PR125 Ei erillistä ’vastaanottoaikaa’ Voi tulla koputtamaan oveen milloin vain Kannattaa kuitenkin ilmoittaa asiasta etukäteen mailitse, jotta tiedän olla paikalla Lähtökohtaisesti en lue maileja viikonloppuisin! Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Sovellukset Työkalut Ilmiöt Prosessimetallurgia Sovellukset Prosessit Ympäristö Materiaalit Työkalut Kokeellinen toiminta Analyysit Mallinnus Ilmiöt Reaktiot Rakenteet Siirtoilmiöt Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Prosessimetallurgian opinnot Metallurgisen osaamisen perustana ovat ILMIÖT Reaktiot: Termodynamiikka ja kinetiikka Rakenteet (sis. pinnat) ja rakennemuutokset Aineensiirto: virtaukset ja diffuusio Keskeistä on myös näiden SOVELTAMINEN Pyro- ja hydrometallurgiset prosessit Raaka-aineet, tuotteet, rakennemateriaalit Kierrätys ja ympäristö Yhdistävä tekijä ovat TYÖKALUT ja MENETELMÄT Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Prosessimetallurgian opinnot Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

prosessimetallurgiassa Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Sovellukset Prosessit Ympäristö Materiaalit Työkalut Kokeellinen toiminta Analyysit Mallinnus Ilmiöt Keskeistä Reaktiot Rakenteet Siirtoilmiöt Tärkeää Sivuavaa Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Sovellukset Työkalut Ilmiöt Metallurgisen tutkimuksen kokeelliset menetelmät Sovellukset Prosessit Ympäristö Materiaalit Työkalut Kokeellinen toiminta Analyysit Mallinnus Ilmiöt Keskeistä Reaktiot Rakenteet Siirtoilmiöt Tärkeää Sivuavaa Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Metallurgiset prosessit ja niiden mallinnus Sovellukset Prosessit Ympäristö Materiaalit Työkalut Kokeellinen toiminta Analyysit Mallinnus Ilmiöt Keskeistä Reaktiot Rakenteet Siirtoilmiöt Tärkeää Sivuavaa Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Ilmiömallinnuksen rooli prosessimetallurgiassa Prosessitekniikassa (ja -metallurgiassa) on keskeistä hallita, optimoida, säätää ja ohjata tuotantoprosesseja Tämän vuoksi on ymmärrettävä prosesseissa esiintyvät ilmiöt ja niiden lainalaisuudet sekä osattava mallintaa niitä Ko. ilmiöitä tutkivat tieteenalat tarjoavat metallurgille työkaluja/menetelmiä Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Ilmiömallinnuksen rooli prosessimetallurgiassa Esimerkkejä tieteenaloista, jotka tarjoavat metallurgille menetelmiä, ovat sähkökemia ja termodynamiikka Teoreettisen taustan osaaminen on edellytys työkalun mielekkäälle ja järkevälle käytölle: Insinöörin(kin) on ymmärrettävä käyttämiensä menetelmien luotettavuus, mahdollisuudet, rajoitukset sekä sopivat käyttökohteet Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Tavoitteet Tutustua metallurgisten prosessien toiminnan kannalta keskeisimpiin ilmiöihin ja niihin vaikuttaviin tekijöihin sekä oppia hyödyntämään ilmiöiden mallinnukseen ja kuvaukseen kehitettyjä malleja ja menetelmiä metallurgisessa tutkimuksessa. Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Tavoitteet Oppia käyttämään ilmiömallinnukseen liittyviä tutkimusmenetelmiä metallurgisessa tutkimus- ja kehitystyössä Termodyn. tasapainotarkastelut Tasapainopiirrosten tulkinta ja laadinta Sähkökemiallisten kuvaajien tulkinta ja laadinta Pintailmiöiden huomiointi Metallurgisia sovelluskohteita ovat mm. kuonat, poltto ja palaminen sekä sulaminen ja jähmettyminen Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Sisältö/Teemat 1. Yhdisteiden stabiilisuuksien tarkastelu 2. Metallurgisten sulien termodyn. mallinnus 3. Tasapainolaskentaohjelmistot 4. Sähkökemiallisten reaktioiden tarkastelu 5. Korroosio 6. Poltto ja palaminen 7. Pinnat 8. Kuonat 9. Sulaminen ja jähmettyminen Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Metallurgisten prosessien esittelyluennot tarvittaessa Suomessa käytössä olevien metallurgisten valmistusprosessien esittely kurssilla 477414S: Metallurgiset prosessit ja niiden mallinnus Ilmiömallinnus-kurssille osallistuville opiskelijoille järjestetään tarvittaessa lyhyet esittelyluennot raudan, teräksen, ruostumattoman teräksen, kuparin, nikkelin ja/tai sinkin valmistuksesta Onko tarvetta? Sopiva ajankohta? Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Suoritus pareittain osatehtävillä Yksi jokaiseen teemaan liittyen (yht. 9 kpl) Suoritustavat vaihtelevat Teemat 1 ja 2: Kotitehtävät (5 kpl luentojen aikana) Teema 3: Mikroluokkaharjoitus (dl. 22.10) Teema 4: Oppimispäiväkirja (dl. 5.11) Teemat 5 ja 6: Suullinen esitys annetusta aiheesta (esitykset 27-29.10 ja 8-10.12) Teema 7: Kirjallinen kooste annetusta aiheesta (dl. 12.12) Teemat 8 ja 9: Kirjallinen välikoe (19.11 & 3.12) Tarkemmat ohjeet kurssin www-sivulla Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Suorituksen edellytykset Kaikki osatehtävät palautettuna määräaikaan mennessä ja jokaisesta vähintään 5 p. (max 10) Läsnäolo on pakollista seuraavilla luennoilla: Teeman 3 mikroluokkaharjoitukset (väh. 3-4 kertaa) 10.9, 17.9, 24.9, 1.10, 8.10 Teemojen 5 ja 6 tehtävänanto- ja purkutilaisuudet 1.9 sekä 27.10, 28.10, 29.10, 8.12, 9.12, 10.12 Suositeltavaa: Teeman 7 tehtävänanto 1.9 Teemojen 8 ja 9 välikokeet 19.11, 3.12 Kandidaatintyö oltava tehtynä Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Arvostelu Jokaisesta osatehtävästä saatava väh. 5 pistettä Muuten palautetaan korjattavaksi Kokonaisarvosana määräytyy oheisen taulukon mukaan Korvaavista ja korottavista suorituksista sovitaan tarvittaessa kurssin lopussa Ota yhteys vastuuopettajaan Pisteet Arvosana 0-45 hyl. 45-55 1 55-65 2 65-71,5 3 71,5-78 4 78-90 5 Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Kurssin www-sivulta löytyvät kurssimateriaalit Kaikki tehtävänannot Tehtävien ratkaisut deadlinen jälkeen Kaikki luentojen ja opetuskertojen PowerPoint-materiaalit Jokaiseen teemaan liittyvä luentoja/tehtäviä tukeva kirjallinen materiaali (mikäli sellainen on ylipäätään olemassa) Itsenäisesti suoritettavat tehtävät (teemat 5, 6 ja 7) edellyttävät lisäksi aineiston hakua http://www.oulu.fi/pyomet/477412s http://www.oulu.fi/pyomet/477421s Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Kurssin aikataulu Kontaktiopetusta 3 x 2 h viikossa koko syksyn Ma 8-10 PR302 (vkot 36,38-45,47-50) Maanantain luentoja ei ole viikoilla 37 ja 46 Ti 14-16 SÄ114 (vkot 36-45) Ti 10-12 PR405 (vkot 47-50) Tiistain luentoja ei ole viikolla 46 Ke 14-16 KO101 (vkot 37-41) Ke 14-16 PR302 (vkot 43-45,47,49-50) Keskiviikon luentoja ei ole viikoilla 36, 42, 46 ja 48 Tarkemmat tiedot kurssin www-sivulta Luentojen aiheet, deadlinet, perutut luennot, KO:n kurssiin kuuluvat luennot, etc. Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Työskentely pareittain Tehtävät, jotka on tehtävä pareittain Esitelmät ja kirjallisuustyöt (teemat 5, 6 ja 7) Tehtävät, jotka on suositeltavaa tehdä pareittain Kotitehtävät, mikroluokkaharjoitusten työselostus ja oppimispäiväkirja (teemat 1, 2, 3 ja 4) Yksin tekemisestä ei rangaista Tehtävät, jotka tehdään itsenäisesti Välikokeet (teemat 8 ja 9) Parit = ??? Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014

Ja vielä lopuksi Kurssin ensisijainen tiedotuskanava on kurssin www-sivu osoitteessa: http://www.oulu.fi/pyomet/477412s http://www.oulu.fi/pyomet/477421s Muutoksista esim. aikatauluissa pyritään tiedottamaan myös sähköpostitse, mutta SEURATKAA SILTI WWW-SIVUA! Esim. Oodissa, Nopassa ym. järjestelmissä olevat tiedot kuvaavat alkuperäistä aikataulusuunnitelmaa, johon voi tulla muutoksia! Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Eetu-Pekka Heikkinen, 2014