PředmětyPředměty(verze: 808)
Předmět, akademický rok 2017/2018
  
Modelování procesů v chemickém inženýrství - N409064
Anglický název: Mathematical modeling of processes in chemical engineering
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: 30 / 30 (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Garant: Kosek Juraj prof. Dr. Ing.
Grof Zdeněk Ing. Ph.D.
Anotace -
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (11.12.2012)

Předmět je zaměřen na rozvíjení praktických schopností studentů při formulaci modelových rovnic různých chemicko-inženýrských problémů, jejich úpravě do tvaru vhodného pro řešení rovnicově-orientovaným programem a osvojení si praktických dovedností se simulacemi. Jako základní nástroj pro modelování je zvolen program MATLAB v základní verzi nebo odpovídající volně-dostupné programy pracující se stejnou syntaxí zápisu problémů.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (25.09.2013)

Studenti získají teoretické a praktické dovednosti pro:

1. Zápis modelových rovnic široké třídy chemicko-inženýrských problémů.

2. Zpracování modelových rovnic různými standardními způsoby, například metodou konečných objemů.

3. Úpravu rovnic pro rovnicově-orientované simulátory.

4. Řešení a vizualiaci získaných výsledků.

Literatura -
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (11.12.2012)

Z: Bequette, B.W.: Process Dynamics. Modeling, Analysis, and Simulation, Prentice Hall PTR, N.J., 1998

D: Burianec Z.: Analýza dynamických procesů, Učební texty VŠCHT , Praha, 1979

D: Ingham, J., Dunn, I.J., et al.:Chemical Engineering Dynamics, VCH, Weinheim, 1994

D: Hangos, K.M., Cameron, I.T.: Process Modelling and Model Analysis, Academic Press, N.Y., 2001

Studijní opory -
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (11.12.2012)

Studijní opory ve formě vzorových řešených úloh upravených pro MATLAB jsou k dispozici na cvičení.

Metody výuky -
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (11.12.2012)

Přednášky dvě hodiny týdně.

Praktická cvičení dvě hodiny týdně.

Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (25.09.2013)

Dva písemné testy na počítači v průběhu semestru.

Ústní zkouška se dvěma otázkami.

Sylabus -
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (11.12.2012)

1. Pojem modelu a modelování, způsoby modelování, třídění modelů.

2. Typy problémů popsaných algrebraickými rovnicemi. Metody popisu fázových rovnováh.

3. Převod bilančních bilineárních rovnic na rovnice lineární. Sekvenční a globální řešení bilančních problémů.

4. Mžiková destilace s enthalpickou bilancí pro vícesložkový systém.

5. Soustavy obyčejných diferenciálních rovnic. Typické úlohy reakční kinetiky ve vsádkovém reaktoru.

6. Modely s entalpickými bilancemi. Zařazení PID regulátoru teploty do modelu.

7. Diferenciálně-algrebraické rovnice a jejich klasifikace. Index a konzistentní počáteční podmínky.

8. Polovsádkový reaktor s proměnnou hustotou kapalné fáze. Převod do lineárně-implicitního tvaru.

9. Vsádková rektifikace vícesložkové směsi. Zápis modelových rovnic. Zjednodušující předpoklady.

10. Metoda konečných objemů pro prostorově-distribuované problémy. Aplikace na reakčně-difuzní problém v kulaté částici.

11. Aplikace metody konečných objemů na problém zahřívání konzervy a na výměník tepla se smyčkou.

12. Axiální disperze a popis absorpční kolony metodou konečných objemů s využitím kinetiky transportu hmoty.

13. Okrajová úloha pro obyčejné diferenciální rovnice. Problém Stefanovy trubice. Metoda střelby.

14. Konvekčně-disperzní problémy. Trubkový reaktor s axiální disperzí. Použití diferenčních náhrad typu "up-wind".

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Kosek Juraj prof. Dr. Ing. (11.12.2012)

Chemické inženýrství I

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

 
VŠCHT Praha