PředmětyPředměty(verze: 853)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Transport and Membrane Processes - AP403007
Anglický název: Transport and Membrane Processes
Zajišťuje: Ústav fyzikální chemie (403)
Platnost: od 2019
Semestr: letní
Body: letní s.:0
E-Kredity: letní s.:0
Způsob provedení zkoušky: letní s.:
Rozsah, examinace: letní s.:2/1 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: angličtina
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh: doktorské
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
Garant: Friess Karel doc. Ing. Ph.D.
Izák Pavel Ing. Ph.D. DSc.
Záměnnost : D403007, P403007
Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
Cílem předmětu je seznámit doktorandy s fyzikálně-chemickým popisem dějů a jevů vyskytujících se při membránových separačních procesech. Nejprve budou studenti seznámeni s obecným popisem procesů (základy lineární nevratné termodynamiky a termodynamiky otevřených systémů) a odvozené vztahy budou následně aplikovány na transportní děje a příslušné děje/jevy. Obsahem přednášek budou dále transportní děje v roztocích elektrolytů a zejména transportní děje v různých typech membrán. Část přednášek proto bude věnována fyzikálně chemickému popisu dějů při jejich aplikaci pro různé typy separačních procesů, tzn. I) tlakové procesy, II) dělení směsí plynů a par a pervaporace, III) membránové destilace a elektromembránové procesy a IV) ostatní použití včetně medicinálních aplikací. Rovněž budou studenti seznámeni s používanými membránovými materiály (porézní, neporézní), jejich přípravou a výrobou a taktéž s metodami charakterizace membránových materiálů. V neposlední řadě budou studenti seznámeni s novými trendy v oblasti materiálového výzkumu a s průmyslovými aplikacemi včetně informací o praktickém uvádění membránových procesů do provozu.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Studenti budou umět aplikovat nabyté poznatky v různých souvislostech. Nové informací teoretického i praktického charakteru zmíněné v předmětu pomohou k pochopení souvislostí mezi fyzikální chemií, polymerní chemií, chemickým inženýrstvím a průmyslovou praxí v oboru membránových separací.

Literatura -
Poslední úprava: Friess Karel doc. Ing. Ph.D. (04.09.2019)

Z: Demirel Y., Nonequilibrium Thermodynamics, Elsevier 2007. 978444530790

Z: Cussler E.L., Diffusion, Mass Transfer in Fluid Systems, Cambridge Univ. Press 1997. 521564778

Z: Henley E.J., Seader J.D., Roper D.K., Separation Process Principles, John Wiley 2011. 9780470646113

D: Eckert E.R.G., Drake R.M, Analysis of Heat and Mass Transfer, McGraw-Hill 1972. 070189250

D: Palatý Z. a kol., Membránové procesy, VŠCHT Praha 2012. 9788070808085

D: Mikulášek P. a kol., Tlakové membránové procesy, VŠCHT Praha 2013. 9788070808627

D: Šípek M. (editor), Membránové dělení plynů a par, VŠCHT Praha 2014. 9788070808641

Z: Li. N.N., Fane A.G., Ho W.S., Matsuura T. (editors), Advanced Membrane Technology and Applications, John Wiley 2008. 9781118211540

D: Novák L. (editor), Elektromembránové procesy, VŠCHT Praha 2014. 9788070808658

Z: Shenoy, A., Sheremet, M., Pop, I., Convective Flow and Heat Transfer from Wavy Surfaces Viscous Fluids, Porous Media, and Nanofluids, 1st Edition, CRC Press, 2016, 9781315367637

D: Aktuální články publikované v časopisech orientovaných na membránové procesy

Studijní opory -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Studijní opory (materiály) studenti obdrží na jednotlivých přednáškách nebo po nich emailem.

Metody výuky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Výuka bude probíhat formou přednášek, které studenti v el. verzi dostanou k dizpozici. Informace na jednotlivých snímcích budou komentovány a doplněny dalším výkladem včetně příslušných příkladů.

Požadavky ke kontrole studia -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Účast na přednáškách není povinná, nicméně výrazně napomůže úspěšnému zvládnutí výpočtu příkladů na zápočet, respektive složení ústní zkoušky.

Sylabus -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

1. Úvod do membránových procesů.

2. Termodynamika otevřených, uzavřených a izolovaných systémů.

3. Základy nerovnovážné termodynamiky (Saxenovy relace).

4. Bilanční rovnice, rovnice kontinuity složky.

5. Difuze v jednosložkových a vícesložkových systémech.

6. Teoretické modely popisu transportu.

7. Transportní děje v roztocích elektrolytů (difuze, migrace a konvekce). Membránové rovnováhy (osmotická rovnováha, Donnanova rovnováha).

8. Transportní děje v porézních a neporézních materiálech.

9. Transportní děje při elektromembránových procesech a v ostatních membránových procesech.

10. Permeační a sorpční vlastnosti polymerních membrán.

11. Povrchové a adsorpční děje při membránových procesech.

12. Membránové materiály (rozdělení, příprava, charakterizace, modifikace, aktuální vývoj).

13. Aplikace membránových pocesů I.

14. Aplikace membránových pocesů II.

Vstupní požadavky -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Student(ka) by při zápisu měl(a) mít zkušenosti a znalosti z oborů Fyzikální chemie, Matematika, Chemické inženýrství a základní povědomosti z oblasti Polymerní chemie.

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Výuka předmětu (úzce či částečně) navazuje na látku probíranou v různých předmětech(Fyzikální chemie, Matematika, Chemické inženýrství a Polymerní chemie), jejichž absolvování výrazně usnadní pochopení probírané látky na přednáškách.

Podmínky zakončení předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)

Před absolvováním ústní zkoušky musí studenti získat zápočet. Udělení zápočtu je vázáno na výpočet zadaných příkladů.

 
VŠCHT Praha