Detail předmětu
Chemické inženýrství I
FCH-BC_CHIN1Ak. rok: 2021/2022
Principy a matematické postupy charkterizace chemicko-inženýrských dějů při transportu kapalin a pevné fáze. Seznámení s návrhy technologických zařízení používaných při realizaci těchto dějů v průmyslových procesech.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Fyzika - základy mechaniky, hydrodynamiky, termodynamiky a difuzních procesů;
Přístrojová technika - základy snímání, přenosu a zpracování dat fyzikálních veličin;
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
účast ve cvičení a vyřešení zadaných Zápočtových příkladů.
Zkouška sestává z písemné a ústní části, kde
má posluchač prokázat základní teoretické, početní
a praktické znalosti daného oboru.
U písemné části zkoušky lze používat literaturu určenou zkoušejícím.
Osnovy výuky
2. Energetická bilance proudění; Bernoulliho rovnice; rovnice kontinuity; Reynoldsovo kriterium a jeho aplikace v procesech; rozvětvené soustavy.
3. Ztráty v potrubních systémech; vyjadřování ztrát v ekvivalentních délkách; Navier-Stockesova rovnice; Darcyho rovnice; Moodyho diagram; základy aerodynamiky.
4. Čerpání kapalin; pracovní výška čerpadla; charakteristika potrubí; umístění čerpadla v procesu čerpání; nátoková výška; kavitace; výkon a účinnost čerpadla; způsoby regulace průtoku tekutin čerpadlem; typy hydrodynamických a objemových čerpadel.
5. Procesy sedimentace; Stokesův vztah; Archimedovo kriterium; postup výpočtu sedimentační rychlosti; nomogramy výpočtu sedimentační rychlosti a minimálního rozměru sedimentující částice; korekce sedimentační rychlosti pro nekulové částice; usazování částic v suspenzi; kontinuální sedimentační zařízení v praxi.
6. Míchání; dokonale segregovaná, smíchaná a nahodilá směs; problematika vzorkování a posuzování homogenity; míchací zařízení; kriteria používaná při výpočtu homogenity, příkonu míchadel, přenosu tepla a hmoty; dělení typů mechanických míchadel podle účelu a režimů míchání; disipace mechanické energie; laboratorní míchačky; trendy bezvřetenových mixerů; statické zóny mixerů; kinetika homogenizace;
7. Partikulární látky; parametry specifikující partikulární systém; granulometrie a přehled používaných granulometrických metod; dopravníky a dávkovače partikulárních látek; dezintegrace pevné fáze; tryskové mletí; media mills; výpočty mlecí energie; materiály mlecích těles; nanomletí a aplikace nanomateriálů; základy mechanochemie; základy funkce mlecích přísad.
8. Tok porézní přepážkou; ekvivalentní průměr kanálků průlinčité vrstvy; definice specifických povrchů; Ergunovy vzorce pro koeficient hydrodynamického odporu; kolony dvoufázového toku; strukturované a sypané vrstvy; Rammův diagram; aplikace porézních vrstev ve filtraci, chromatografii a u TWC katalyzátorů automobilů; logika asymetrických porézních vrstev;
9. Fluidizace; fluidizační kolony a režimy fluidizace; fluidní spalování; pokles tlaku ve fluidní vrstvě; čeření; závislost průběhu tlaku a expanze fluidní vrstvy; promíchávané fluidní vrstvy.
10.Tlaková filtrace, obecná rovnice filtrace; parciální řešení pro filtraci za konstantního tlaku a za konstantní rychlosti průtoku; grafická řešení filtračních konstant; typy filtrací podle rozměru separovaných částic.
11. Sdílení tepla; základní pojmy sdílení tepla; přestup tepla sáláním, Stefan - Boltzmannův zákon; absolutně černá a bílá tělesa; emisivita; sdílení tepla při změně měřítka; obecná rovnice vedení tepla; součinitelé teplotní a tepelné vodivosti; ustálené vedení tepla pro rovinnou a kruhovou plochu; ustálené vedení tepla složenou sendvičovou plochou; tepelná isolace trubek; problematika tepelné odolnosti oken.
12. Sdílení tepla konvekcí; základní kriteriální vztahy při výpočtu přestupu tepla; konvekce přirozená a nucená; dosazování fyzikálních konstant do kriteriálních vztahů.
13. Prostup tepla; sdílení tepla při změně fází; procesy kondenzace a jejich výpočty, Nusseltův vztah; var kapalin; závislosti tepelného toku/koeficientu přestupu tepla při varu na gradientu teploty vařáku;
výměníky regerenační a rekuperační a jejich výpočty; typy výměníků v praxi.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
Richter J., Stehlík P., Svěrák T.: Chemické inženýrství, VUT v Brně, 2004. (CS)
Doporučená literatura
Novák, V., Rieger, F., Vavro, K.: Hydraulické pochody v chemickém a potravinářském průmyslu, SNTL Praha 1995 (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BKCP_CHCHTE bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHCHTE bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BKCP_CHTM bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTM bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTOZP bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BKCP_CHTOZP bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTPO bakalářský
specializace CHPL , 3 ročník, zimní semestr, povinný
specializace PCH , 3 ročník, zimní semestr, povinný
specializace BT , 3 ročník, zimní semestr, povinný - Program BKCP_CHTPO bakalářský
specializace PCH , 3 ročník, zimní semestr, povinný
specializace BT , 3 ročník, zimní semestr, povinný
specializace CHPL , 3 ročník, zimní semestr, povinný - Program BPCP_CHMA bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
- Program BKCP_CHCHT bakalářský
obor BKCO_CHTOZP , 3 ročník, zimní semestr, povinný
obor BKCO_SCH , 3 ročník, zimní semestr, povinný
obor BKCO_CHM , 3 ročník, zimní semestr, povinný - Program BPCP_CHCHT bakalářský
obor BPCO_SCH , 3 ročník, zimní semestr, povinný
obor BPCO_CHMN , 3 ročník, zimní semestr, povinný
obor BPCO_CHM , 3 ročník, zimní semestr, povinný
obor BPCO_CHTOZP , 3 ročník, zimní semestr, povinný - Program BPCP_CHTP bakalářský
obor BPCO_CHP , 3 ročník, zimní semestr, povinný
obor BPCO_BT , 3 ročník, zimní semestr, povinný - Program BKCP_CHTP bakalářský
obor BKCO_PCH , 3 ročník, zimní semestr, povinný
obor BKCO_BT , 3 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Cvičení
Vyučující / Lektor