Detail předmětu
Chemické inženýrství II
FCH-BC_CHIN2Ak. rok: 2025/2026
Mechanismy sdílení tepla, bilance entalpie, výměníky tepla, odpařování. Základy difúzních procesů, extrakce, destilace a rektifikace, absorpce a adsorpce, sušení, krystalizace, chemické reaktory.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Matematika - základy vektorového, diferenciálního a integrálního počtu; používání programu EXCEL;
Fyzika - základy mechaniky, hydrodynamiky, termodynamiky a difuzních procesů;
Přístrojová technika - základy snímání, přenosu a zpracování dat fyzikálních veličin;
Fyzika - základy mechaniky, hydrodynamiky, termodynamiky a difuzních procesů;
Přístrojová technika - základy snímání, přenosu a zpracování dat fyzikálních veličin;
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Pro udělení zápočtu je nutná aktivní
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.
Účast na Výpočtových cvičení, vypracování individuálních Zápočtových příkladů v předepsané kvalitě, úspěšná písemná část zkoušky je podmíněna získáním hodnocení minimálně 32body z 50možných.
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.
Účast na Výpočtových cvičení, vypracování individuálních Zápočtových příkladů v předepsané kvalitě, úspěšná písemná část zkoušky je podmíněna získáním hodnocení minimálně 32body z 50možných.
Učební cíle
Osvojení principů a matematických postupů charkterizacie chemicko-inženýrských dějů při transportu kapalin a pevné fáze. Seznámení s návrhy technologických zařízení používaných při realizaci těchto dějů v průmyslových procesech.
Studenti získají základní znalosti Jednotkových operací oblastí Tepelných procesů a Difuzních procesů transportu hmoty Chemického inženýrství, které se používají při návrzích a při posuzování jednotlivých procesních uzlů v praxi chemických i jiných výrob v laboratorním měřítku i v průmyslové praxi.
Studenti získají základní znalosti Jednotkových operací oblastí Tepelných procesů a Difuzních procesů transportu hmoty Chemického inženýrství, které se používají při návrzích a při posuzování jednotlivých procesních uzlů v praxi chemických i jiných výrob v laboratorním měřítku i v průmyslové praxi.
Základní literatura
Dojčiansky J., Longauer J.: Chemické inžinierstvo II, Malé centrum Bratislava, 2000 (CS)
Míka, V.: Základy chemického inženýrství, SNTL Praha, 1977 (CS)
Míka, V.: Základy chemického inženýrství, SNTL Praha, 1977 (CS)
Doporučená literatura
Novák, V., Rieger, F., Vavro, K.: Hydraulické pochody v chemickém a potravinářském průmyslu, SNTL Praha, 1989 (CS)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPCP_CHTN bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný
- Program BPCP_CHMA bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
- Program BKCP_CHTM bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný
- Program BKCP_CHTP bakalářský
specializace CHPL , 3 ročník, letní semestr, povinný
specializace PCH , 3 ročník, letní semestr, povinný
specializace BT , 3 ročník, letní semestr, povinný - Program BKCP_CHTPO bakalářský
specializace PCH , 3 ročník, letní semestr, povinný
specializace BT , 3 ročník, letní semestr, povinný
specializace CHPL , 3 ročník, letní semestr, povinný - Program BPCP_CHTM bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTP bakalářský
specializace CHPL , 3 ročník, letní semestr, povinný
specializace PCH , 3 ročník, letní semestr, povinný
specializace BT , 3 ročník, letní semestr, povinný - Program BPCP_CHTPO bakalářský
specializace CHPL , 3 ročník, letní semestr, povinný
specializace PCH , 3 ročník, letní semestr, povinný
specializace BT , 3 ročník, letní semestr, povinný - Program BPCP_CHCHTE bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný
- Program BKCP_CHCHTE bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1) Odparky; hmotnostní a entalpický výpočet odparek; ebulioskopické zvýšení teplot bodu varu; prostup tepla v odparkách; zvyšování tepelného odporu "vodním kamenem"; kaskádové uspořádání odparek a výpočet vícečlenných odparek; typy vsádkových a kontinuálních odparek; filmové odparky; vyvíječe páry; výhody a nevýhody zařazení odparek do procesů.
2) Fázové rovnováhy; fázové diagramy T-P; fázové diagramy vodní páry T- S, i - S, P - S; znázornění základních procesních pochodů - děje isotermické, adiabatické, isochorické, isoentalpické, isobarické; Carnotův cyklus; cykly levo a pravotočivé; tepelné cykly chladniček a tepelného čerpadla.
3) Směsi plynů s vodní parou; rovnovážná reakce plynů; parní reforming; výroba vodíku.
4) Destilace; rovnováha kapalina - pár; Raultův a Daltonův zákon; azeotropy; základy výpočtů rovnovážné destilace analytickou a grafickou metodou; výpočty entalpií směsí; parciální kondenzace.
5) Rektifikace; dělení směsi kapalin na patrech rektifikační kolony; reflux; pracovní přímka rektifikace obohacovací a ochuzovací části kolony; uspořádání pater;"sypané" kolony; ropné produkty rektifikace;
6) Rektifikace s teplotou nástřiku jinou než bod varu; "q" přímka; vakuová destilace a rektifikace; vliv refluxu na teoretický počet pater; destilace vodní parou; diferenciální destilace, Rayleighova rovnice, grafické řešení integrálu.
7) Extrakce; základní terminologie a použitelnost procesu extrakce; teoretické základy vývoje fází extrakt/rafinát (fugacita, aktivitní koeficient...); používání ternárních grafů, konodální křivky; jednostupňová extrakce; limitní režimy jednostupňové extrakce; vicestupňová opakovaná extrakce; protiproudá kontinuální extrakce; extrakce pevných látek; základní uspořádání M - S procesů.
8) Absorpce; Henryho zákon; závislost Henryho konstanty na teplotě; kesonová nemoc; rovnovážná křivka a pracovní přímka absorpce; hmotnostní bilance absorpce; kinetika procesu absorpce; základní bezrozměrné vztahy používané při absorpci; analogie výpočtu absorpce s procesy výměny tepla; absorpční zařízení; problematika scrubberů; desorpce absorbentů - stripování; aplikace procesů absorpce, specifika chemisorpce; Hantovo kriterium.
9) Úprava vzduchu a vzduchové chlazení; základní parametry vlhkého vzduchu; Mollierův diagram vlhkého vzduchu; entalpický výpočet vzduchového chladiče.
10) Sušení; základní výpočtové vztahy přestupu vlhkosti; entalpický výpočet, rovnovážný stav Y = f (X); sušicí křivky; zařízení procesů sušení; sušárny lískové, bubnové, Nauta, mikrovlnné, vakuové, flash-dryers; liofilizace.
11) Adsorpce; principy fyzikální adsorpce a chemisorpce; průmyslové adsorbenty; rovnováha při adsorpci; adsorpční isotermy; průnikové křivky; uspořádání adsorpčního procesu; regenerace sorbentů; adsorpce za střídavého tlaku (PSA); adsorpční sušení plynů.
12) Procesy velmi nízkých teplot; Carnotovy cykly pro dosažení nízkých teplot; Linde technologie zkapalňování vzduchu; Claudeho systém; rektifikace kapalného vzduchu; produkce vzácných plynů.
13) Membránové procesy; úvod do separace membránami; membrány pro ultrafiltraci; problematika nano-filtrací; dialýza; pervaporace; Robesonův diagram; princip vodíkového článku, problematika kontaktorů.
2) Fázové rovnováhy; fázové diagramy T-P; fázové diagramy vodní páry T- S, i - S, P - S; znázornění základních procesních pochodů - děje isotermické, adiabatické, isochorické, isoentalpické, isobarické; Carnotův cyklus; cykly levo a pravotočivé; tepelné cykly chladniček a tepelného čerpadla.
3) Směsi plynů s vodní parou; rovnovážná reakce plynů; parní reforming; výroba vodíku.
4) Destilace; rovnováha kapalina - pár; Raultův a Daltonův zákon; azeotropy; základy výpočtů rovnovážné destilace analytickou a grafickou metodou; výpočty entalpií směsí; parciální kondenzace.
5) Rektifikace; dělení směsi kapalin na patrech rektifikační kolony; reflux; pracovní přímka rektifikace obohacovací a ochuzovací části kolony; uspořádání pater;"sypané" kolony; ropné produkty rektifikace;
6) Rektifikace s teplotou nástřiku jinou než bod varu; "q" přímka; vakuová destilace a rektifikace; vliv refluxu na teoretický počet pater; destilace vodní parou; diferenciální destilace, Rayleighova rovnice, grafické řešení integrálu.
7) Extrakce; základní terminologie a použitelnost procesu extrakce; teoretické základy vývoje fází extrakt/rafinát (fugacita, aktivitní koeficient...); používání ternárních grafů, konodální křivky; jednostupňová extrakce; limitní režimy jednostupňové extrakce; vicestupňová opakovaná extrakce; protiproudá kontinuální extrakce; extrakce pevných látek; základní uspořádání M - S procesů.
8) Absorpce; Henryho zákon; závislost Henryho konstanty na teplotě; kesonová nemoc; rovnovážná křivka a pracovní přímka absorpce; hmotnostní bilance absorpce; kinetika procesu absorpce; základní bezrozměrné vztahy používané při absorpci; analogie výpočtu absorpce s procesy výměny tepla; absorpční zařízení; problematika scrubberů; desorpce absorbentů - stripování; aplikace procesů absorpce, specifika chemisorpce; Hantovo kriterium.
9) Úprava vzduchu a vzduchové chlazení; základní parametry vlhkého vzduchu; Mollierův diagram vlhkého vzduchu; entalpický výpočet vzduchového chladiče.
10) Sušení; základní výpočtové vztahy přestupu vlhkosti; entalpický výpočet, rovnovážný stav Y = f (X); sušicí křivky; zařízení procesů sušení; sušárny lískové, bubnové, Nauta, mikrovlnné, vakuové, flash-dryers; liofilizace.
11) Adsorpce; principy fyzikální adsorpce a chemisorpce; průmyslové adsorbenty; rovnováha při adsorpci; adsorpční isotermy; průnikové křivky; uspořádání adsorpčního procesu; regenerace sorbentů; adsorpce za střídavého tlaku (PSA); adsorpční sušení plynů.
12) Procesy velmi nízkých teplot; Carnotovy cykly pro dosažení nízkých teplot; Linde technologie zkapalňování vzduchu; Claudeho systém; rektifikace kapalného vzduchu; produkce vzácných plynů.
13) Membránové procesy; úvod do separace membránami; membrány pro ultrafiltraci; problematika nano-filtrací; dialýza; pervaporace; Robesonův diagram; princip vodíkového článku, problematika kontaktorů.