Completion of the Transport Processes and Modeling course is contingent upon fulfilling the following requirements:

Final test (60%)

Written test (e.g., multiple choice, short answers)

Students register for the test date through the SIS system

Students have a time limit of 60 minutes to complete the test

To successfully pass the test, students must achieve at least 50% of the total points

Results are published in SIS within 7 working days from the test date

In case of failure in the final test, it is possible to retake it in accordance with the rules for studying and examination at UCT Prague

Preparation and submission of a set of homework assignments (40%) focused on solving problems covering the syllabus topics. The submission deadlines for individual homework assignments will be specified by the instructor during the semester.

Ukončení předmětu Transportní procesy a modelování je podmíněno splněním následujících požadavků:

Závěrečný test (60 %)

Písemný test (např. výběr z možností, krátké odpovědi).

Studenti se zapisují na termín testu prostřednictvím systému SIS.

Na vypracování testu mají studenti časový limit 60 minut.

Pro úspěšné splnění testu je nutné získat alespoň 50 % z celkového počtu bodů.

Výsledky jsou zveřejněny v SISu do 7 pracovních dní od termínu testu.

V případě neúspěchu v závěrečném testu je možné jeho opakování v souladu s pravidly pro studium a zkoušení na VŠCHT.

Vypracování a odevzdání sady domácích úloh (40%) zaměřených na řešení problémů pokrývajících témata sylabu. Termíny odevzdání jednotlivých domácích úloh budou upřesněn vyučujícím v průběhu semestru.

Recommended:

• LOGAN, Bruce E.. Environmental Transport Processes. New Jersey: John Wiley & Sons, 2012, 479 s. ISBN 9780470619599.
• CLARK, Mark M.. Transport Modeling for Environmental Engineers and Scientists. New Jersey: John Wiley & Sons, 2009, 630 s. ISBN 978-0-470-26072-2.

Doporučená:

• LOGAN, Bruce E.. Environmental Transport Processes. New Jersey: John Wiley & Sons, 2012, 479 s. ISBN 9780470619599.
• CLARK, Mark M.. Transport Modeling for Environmental Engineers and Scientists. New Jersey: John Wiley & Sons, 2009, 630 s. ISBN 978-0-470-26072-2.

Lectures: Explanation of basic principles with emphasis on visualization, analogies, and practical examples from environmental practice. Active student involvement through questions and short discussions.

Exercises: Step-by-step solving of simple quantitative problems. Working with real but simplified scenarios. Use of spreadsheet processors (Excel) or simple programs for simulations or data analysis. Discussion of qualitative aspects of problems.

Přednášky: Výklad základních principů s důrazem na vizualizaci, analogie a praktické příklady z environmentální praxe. Aktivní zapojení studentů pomocí otázek a krátkých diskusí.

Cvičení: Řešení jednoduchých kvantitativních úloh krok za krokem. Práce s reálnými, ale zjednodušenými scénáři. Použití tabulkových procesorů (Excel) či jednoduchých programů pro simulace nebo analýzu dat. Diskuze nad kvalitativními aspekty problémů.

Final test (60%) - a written test, knowledge questions (e.g., multiple choice, short answers).

Set of homework assignments during the semester (40%) - focused on solving problems covering the syllabus topics. The submission deadlines for individual homework assignments will be specified by the instructor during the semester.

Závěrečný test (60 %) – písemný test se znalostními otázkami (např. výběr z možností, krátké odpovědi).

Sada domácích úloh během semestru (40 %) – zaměřené na řešení problémů pokrývajících témata sylabu. Termíny odevzdání jednotlivých domácích úloh budou upřesněny vyučujícím v průběhu semestru.

1. Introduction: importance of transport processes in environmental engineering, basic terms and concepts.

2. Mass balance: formulation for control volume.

3. Mass balance and reactors: application of mass balances to ideal reactors.

4. Molecular diffusion I: Fick's first law, diffusion coefficients (calculation, experimental determination, effective diffusion coefficients in porous media)

5. Molecular diffusion II: Fick's second law, solutions for simple geometries and boundary conditions.

6. Advection: principle of advective transport, formulation of advective flux.

7. Advection-diffusion equation: basic analytical solutions.

8. Dispersion: dispersion mechanisms, quantification of dispersion, dispersion in porous media.

9. Interfacial mass transfer I: equilibrium distribution of substances, transfer kinetics.

10. Interfacial mass transfer II: applications - stripping, sorption, venting.

11. Transport in porous media: Darcy's law. Advection and dispersion. Retardation.

12. Transport in surface waters: mixing in rivers and lakes, application of advection-dispersion models.

13. Transport in the atmosphere: basics of modeling substance dispersion in the atmosphere.

14. Transport in biofilms and environmental technologies: application of transport principles to specific systems (biofilm reactors).

1. Úvod: význam transportních procesů v environmentálním inženýrství, základní pojmy a koncepty.

2. Hmotnostní bilance: formulace pro kontrolní objem.

3. Hmotnostní bilance a reaktory: aplikace hmotnostních bilancí na ideální reaktory.

4. Molekulární difúze I: první Fickův zákon, difúzní koeficienty (výpočet, experimentální stanovení, efektivní difúzní koeficienty v porézním prostředí)

5. Molekulární difúze II: druhý Fickův zákon, řešení pro jednoduché geometrie a okrajové podmínky.

6. Advekce: princip advekčního transportu, formulace advekčního toku.

7. Advekčně-difúzní rovnice: základní analytická řešení.

8. Disperze: mechanismy disperze, kvantifikace disperze, disperze v porézním prostředí.

9. Mezifázový přenos hmoty I: rovnovážná distribuce látek, kinetika přenosu.

10. Mezifázový přenos hmoty II: aplikace - stripování, sorpce, venting.

11. Transport v porézním prostředí: Darcyho zákon. Advekce a disperze. Retardace.

12. Transport v povrchových vodách: míchání v řekách a jezerech, aplikace advekčně-disperzních modelů.

13. Transport v atmosféře: základy modelování rozptylu látek v atmosféře.

14. Transport v biofilmech a environmentálních technologiích: aplikace transportních principů na specifické systémy (biofilmové reaktory).

After successfully completing the course, the student will be able to:

Explain the basic mechanisms of transport processes (diffusion, advection, dispersion) and their role in the environment.

Describe the principle of mass balance and apply it to simple systems.

Use basic models of ideal reactors to describe studied systems.

Apply fundamental equations for calculating diffusive and advective fluxes.

Explain the principles of substance transfer between phases.

Describe the basic principles of transport in groundwater.

Identify key transport processes in simple environmental scenarios.

Po úspěšném absolvování kurzu bude student schopen:

Vysvětlit základní mechanismy transportních procesů (difúze, advekce, disperze) a jejich roli v ŽP.

Popsat princip hmotnostní bilance a použít ji pro jednoduché systémy.

Použít základní modely ideálních reaktorů pro popis studovaných systémů.

Aplikovat základní rovnice pro výpočet difúzních a advekčních toků.

Vysvětlit principy přenosu látek mezi fázemi.

Popsat základní principy transportu v podzemní vodě.

Rozpoznat klíčové transportní procesy v jednoduchých environmentálních scénářích.

Knowledge within the scope of Mathematics for Chemists I, Physical Chemistry I, and Chemical Engineering I.

Znalosti v rozsahu předmětů Matematika pro chemiky I, Fyzikální chemie I a Chemické inženýrství I.

Knowledge within the scope of Mathematics for Chemists I, Physical Chemistry I, and Chemical Engineering I.

Znalosti v rozsahu předmětů Matematika pro chemiky I, Fyzikální chemie I a Chemické inženýrství I.