PředmětyPředměty(verze: 811)
Předmět, akademický rok 2014/2015
  
Procesní a systémové inženýrství - N409025
Anglický název: Process and System Engineering
Zajišťuje: Ústav chemického inženýrství (409)
Platnost: od 2013 do 2015
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: 32 / 20 (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Garant: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc.
Kohout Martin Ing. Ph.D.
Anotace -
Poslední úprava: Kohout Martin Ing. Ph.D. (15.11.2012)

Předmět by měl být pro posluchače pokračováním základního a nadstavbových kurzů chemického inženýrství se současnou aplikací vědomostí z matematiky, fyzikální chemie a některých dalších předmětů. Lze jej chápat jako úvod do procesního (chemického) inženýrství se zaměřením na nástroje, které se v tomto oboru využívají. Zejména se jedná o systémové inženýrství jako obecnou metodiku řešení různých úloh týkajících se velkých komplexních systémů. Hlavním probíraným nástrojem jsou simulační metody, které si posluchači osvojí i prakticky při práci se špičkovými simulačními programy. V dalších tématech se jedná o dílčí nástroje, jako jsou bilance, optimalizace a syntéza procesů. V závěru se prezentují i základní představy o procesním designu, jeho náplni, fázích při designu procesu a používaných nástrojích.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (17.11.2012)

Studenti budou umět:

Používat simulační metody jako nástroje procesního (chemického) inženýrství

Aktivně používat špičkové simulační programy

Používat bilance v průmyslových měřítcích

Aplikovat na základní úrovni metodt optimalizace a syntézy procesů

Literatura -
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (21.11.2012)

  1. Z: Vaněk T., Kohout M.: Přednášky pro PSI. Elektronická forma, 2012.
  2. D: Václavek V., Eckert E., Vaněk T.: Základy chemického systémového inženýrství. Skriptum VŠCHT Praha 1990.
  3. D: Poživil J., Vaněk T., Bernauer B.: Procesní systémové inženýrství. Skriptum VŠCHT Praha, 1997, reedice 2006.
  4. D: Smith R.: Chemical Process Design and Integration. John Wiley, 2005 (ISBN 0-471-48681-7).
  5. D: Sinnot R.K.: Chemical Engineering Design. 4th ed. Elsevier, 2005 (ISBN 0-7506-6338-6).
  6. D: Peters M.S, Timmerhaus K.D., West R.E.: Plant Design and Economics for Chemical Engineers. McGraw-Hill, New York, 2003 (ISBN 0-07-119872-5).
  7. D: Walas S.M.: Chemical Process Equipment. Selection and Design. Butterworth-Heinemann Series in Chemical Engineering, 1990 (ISBN 0-7506-9385-1).
  8. D: Dimian A.C.: Integrated Design and Simulation iof Chemical Processes. Elsevier, 2003.

Studijní opory -
Poslední úprava: SEK409 (02.10.2013)

http://www.vscht.cz/uchi/

Sylabus -
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (15.08.2011)

  1. Úvod. Chemické procesní inženýrství a design. Systémové inženýrství jako nástroj pro procesní design. Teorie systémů. Týmová

    práce. Aplikace výpočetní techniky.

  2. Základy teorie grafů. Využití teorie grafů pro procesní a systémové inženýrství. Praktické kódování struktury procesu. Technologická, proudová a další schémata používaná v procesním inženýrství.
  3. Matematické modely pro chemické procesní inženýrství - obecné principy, typy modelů. Stacionární modely proudů. Stacionární modely jednotkových operací. Příklady modelů jednoduchých jednotkových operací.
  4. Simulace obecně. Stacionární simulace a simulační úlohy. Metody simulačního výpočtu pro stacionární simulaci. Sekvenčně modulární metody.
  5. Rovnicově orientovaný přístup pro stacionární simulaci. Globální rovnicově orientované metody. Numerické metody pro rovnicově orientovanou simulaci.
  6. Simulační programy a jejich architektura. Komerční simulační programy (ASPEN Plus, Aspen HYSYS, PRO/II, ChemCAD a další). Metodika pro formulaci simulační úlohy, vyhodnocení a zužitkování jejího řešení v praxi.
  7. Fyzikálně-chemické modely pro simulační a další výpočty. Stavové chování. Fázové rovnováhy. Databáze fyzikálně-chemických dat.
  8. Modely vybraných jednotkových operací pro stacionární simulaci. Prosté složkové separátory. Tepelné výměníky. Čerpadla, kompresory, turbíny, tlakové ztráty na reálném potrubí. Reaktory. Ostatní jednotkové operace.
  9. Modelování separačních kolon pro stacionární simulaci. Jednostupňové separace. Patrové separační kolony a speciální metody jejich výpočtu.
  10. Bilanční výpočty procesů v průmyslovém měřítku. Bilanční výpočty ze zadaných dat. Bilanční výpočty z měřených dat a jejich vyrovnání. Volba měřicích míst. Bilančně-informační systémy.
  11. Dynamika chemicko-technologických procesů. Dynamické bilance. Dynamická simulace. Numerické metody pro řešení dynamických modelů.
  12. Vsádkové a periodické procesy. Uspořádání výroby pro periodické procesy. Jednotkové operace pro vsádkové a periodické výroby.
  13. Optimalizace. Vybrané příklady optimalizačních úloh v chemickém procesním inženýrství. Úvod do syntézy topologie procesu. Syntéza separačních uzlů a separačních sekvencí. Návrh integrace tepla - sítě tepelných výměníků.
  14. Procesní design, typy jeho úloh. Životní cyklus procesu. Předběžný, konceptuální, základní a detailní design. Metody integrace

    procesů. Úloha a metody ekonomického vyhodnocení v jednotlivých fázích designu procesu.

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (02.10.2013)

Matematika I, Chemické inženýrství I, Fyzikální chemie I

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1 28
Práce na individuálním projektu 1,5 42
Příprava na zkoušku a její absolvování 0,5 14
Účast na seminářích 1 28
5 / 5 140 / 140
Hodnocení studenta
Forma Váha
Aktivní účast na výuce 10
Protokoly z individuálních projektů 30
Zkouškový test 60

 
VŠCHT Praha