PředmětyPředměty(verze: 811)
Předmět, akademický rok 2017/2018
  
Chemické inženýrství III - N409021
Anglický název: Unit Operations of Chemical Engineering III
Zajišťuje: Ústav chemického inženýrství (409)
Platnost: od 2013
Semestr: zimní
Body: zimní s.:5
E-Kredity: zimní s.:5
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: 40 / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Další informace: http://www.vscht.cz/uchi
Garant: Štěpánek František prof. Ing. Ph.D.
Schreiber Igor prof. Ing. CSc.
Basařová Pavlína Dr. Ing.
Anotace -
Poslední úprava: Štěpánek František prof. Ing. Ph.D. (19.11.2012)

Studenti budou seznámeni s principem činnosti a inženýrským popisem jednotkových operací zaměřených na zpracování sypkých hmot a/nebo založených na nestacionárním principu operace (adsorpce, krystalizace). Nově bude zaveden koncept distribuce vlastností a aparát populačních bilancí pro jejich popis.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Štěpánek František prof. Ing. Ph.D. (19.11.2012)

Po absolvování předmětu budou studenti schopni inženýrského popisu jednotkových operací adsorpce, krystalizace, mletí, aglomerace, rozpouštění a separace částic.

Budou schopni analyzovat vliv materiálových vlastností a procesních parametrů na průběh procesu.

Budou schopni provádět základní návrhové a analytické výpočty výše uvedených jednotkových operací.

Literatura -
Poslední úprava: Štěpánek František prof. Ing. Ph.D. (19.11.2012)

Z: J.F. Rchardson et al., Coulson & Richardson's Chemical Engineering Vol. 2, Butterworth-Heinemann, 2002

Z: J.R. Couper et al., Chemical Process Equipment Selection and Design, Butterworth-Heinemann, 2010

Studijní opory -
Poslední úprava: Štěpánek František prof. Ing. Ph.D. (19.11.2012)

http://www.vscht.cz/uchi/ped/mgr01.html

Sylabus -
Poslední úprava: Štěpánek František prof. Ing. Ph.D. (04.06.2015)

1. Charakterizace částic a systémů částic: tvarový faktor, ekvivalentní poloměr částice; distribuce velikosti částic podle počtu, plochy, objemu; výpočet momentů distribuce; různé definice střední velikosti částic a jejich význam; experimentální metody měření distribuce velikosti částic.

2. Krystalizace I: fázová rovnováha dvou- a tří-složkových systémů kapalina-tuhá látka; pojem přesycení, výběr způsobu realizace přesycení a typu krystalizátoru; polymorfismus; kinetika nukleace a růstu krystalů; experimentální metody stanovení a vyhodnocení rovnovážných a kinetických dat.

3. Krystalizace II: populační bilance základních typů krystalizátorů: MSMPR, vsádkový ochlazovací krystalizátor a průtočný odpařovací krystalizátor; vliv násady jader a in-situ klasifikace produktu; zvětšování měřítka u krystalizace.

4. Rozpouštění: mechanismus rozpouštění nízko- a vysokomolekulárních látek krystalických a amorfních; rozpouštění vícesložkových látek; inženýrský popis kinetiky rozpouštění; látková a populační bilance, výpočet rozpouštěcího času; desintegrace částic během rozpouštění.

5. Sypké hmoty - statika a dynamika: síly působící v sypkých hmotách; popis diskrétní a spojitý; vnitřní tření, analýza pomocí Mohrovy kružnice; sypká hmota v cylindrické nádobě; bilance sil; charakter toku sypkých hmot; výpočet rychlosti toku sypké hmoty otvorem.

6. Homogenizace sypkých směsí: vyjádření míry homogenity směsi; on-line a off-line metody měření; kinetika homogenizace; typy aparátů a kritéria výběru; segregace v sypkých hmotách.

7. Dispergace částic: Kinetika smáčení sypké hmoty kapalinou, Washburnova rovnice; typy aparátů pro dispergaci; inženýrský popis procesu dispergace; vyhodnocení experimentálních dat a zvětšování měřítka.

8. Klasifikace a separace částic: princip činnosti cyklonu a hydrocyklonu; účinnost cyklonu a separační křivky; návrhový výpočet cyklonu; sériové a paralelní řazení cyklonů; jiné metody klasifikace částic.

9. Mletí: mechanismy zjemňování částic; volba aparátu podle materiálových vlastností; inženýrský popis kinetiky mletí; distribuční funkce velikosti dceřinných částic; populační bilance vsádkového a kontinuálního mletí; vyhodnocení parametrů z experimentálních dat; energetické nároky; systém mletí-klasifikace s recyklem.

10. Aglomerace: mechanismy aglomerace a typy aparátů; mezičásticové síly při suché a mokré granulaci; kinetika granulace; mapa režimu nukleace a růstu; populační bilance vsádkového promíchávaného granulátoru; populační bilance průtočného fluidního granulátoru.

11. Adsorpce I: mechanismy (fyzisorpce, chemisorpce, kapilární kondenzace); příklady adsorbentů; adsorpční rovnovážné izotermy (Langmuir, Freundlich, BET, Dubinin); vícesložkové systémy; použití adsorpce k charakterizaci pórovitých látek, hystereze; kinetika adsorpce na úrovni jedné částice, LDF model; závislost rovnováhy na teplotě; způsoby regenerace sorbentů.

12. Adsorpce II: adsorpční kolona; látková a enthalpická bilance v obecném případě; rychlost postupu fronty za předpokladu okamžité rovnováhy; rozdíl v postupu fronty při adsorpci a desorpci; průniková křivka a její parametrická citlivost; PSA a TSA cykly; příklady aplikací.

13. Rozprašovací sušení; princip procesu; celková hmotnostní a enthalpická bilance; metody atomizace kapalin; algoritmus pro výpočet doby sušení kapky; vliv procesních a materiálových vlastností na morfologii vzniklých částic.

14. Průmyslová případová studie

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Štěpánek František prof. Ing. Ph.D. (19.11.2012)

Chemické inženýrství I, II

případně

Chemické inženýrství A, B

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 2 56
Příprava na zkoušku a její absolvování 1 28
Účast na seminářích 1 28
5 / 5 140 / 140
Hodnocení studenta
Forma Váha
Zkouškový test 50
Ústní zkouška 50

 
VŠCHT Praha