Předmět je určen pro doktorandy, kteří neprošli základním kurzem procesního a systémového inženýrství. Jsou prezentovány metodiky, které obecně poskytuje systémové inženýrství včetně základů teorie grafů. Velká část je věnována matematickému modelování, simulaci, simulačním metodám a programům s přednostní orientací na stacionární simulaci. Dále jsou probírány i ostatní dílčí obory spadající pod procesní inženýrství - bilance v průmyslovém měřítku, syntéza procesů, využití optimalizace a základní ekonomika pro design procesů. Významná část výuky se věnuje také modelování procesů s výskytem pevné fáze.
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
The course is planned for PHD students whose did not pass basic course of process and system engineering. General system engineering methods are presented including basics of graph theory. Main part contains mathematical modelling, simulation, simulation methods and softwares mainly oriented to steady-state simulation. The course also includes balances in industrial scale, synthesis, optimization and economic aspects of process design. The significant part of the course is dedicated to modeling of unit operations connected with solid phase.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
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 metody optimalizace a syntézy procesů
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
Students will be able to:
use simulation methods as a tool for process (chemical) engineering
actively use up-to-date simulation programs
use balance calculations in industrial scales
apply optimization and process syntheses at a basic level
Literatura -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
Z: Šoóš M., Kohout M., Valenz L, Vaněk T.: Přednášky pro PSI. Elektronická forma, 2017.
D: Václavek V., Eckert E., Vaněk T.: Základy chemického systémového inženýrství. Skriptum VŠCHT Praha 1990.
A: 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).
A: Walas S.M.: Chemical Process Equipment. Selection and Design. Butterworth-Heinemann Series in Chemical Engineering, 1990 (ISBN 0-7506-9385-1).
A: Dimian A.C.: Integrated Design and Simulation iof Chemical Processes. Elsevier, 2003.
Studijní opory -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
http://uchi.vscht.cz/
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
http://uchi.vscht.cz/
Sylabus -
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
1. Úvod do PSI. Základy práce se simulačním programem AspenPlus. Fyzikálně-chemické modely pro simulační výpočty. Stavové chování. Fázové rovnováhy. Databáze fyzikálně-chemických dat.
2. Materiálová bilance. Modelování základních jednotkových operací a proudů - mísiče, děliče, čerpadla, kompresory, turbíny, tlakové ztráty na reálném potrubí.
3. Enthalpická bilance - tepelné výměníky, návrhový výpočet aparátů a optimalizace, integrace tepla. Úvod do syntézy topologie procesu. Pinch-point metody. Návrh integrace tepla - syntéza sítě tepelných výměníků.
4. Prosté složkové separátory a modelování separačních kolon pro stacionární simulaci. Jednostupňové separace.
5. Patrové a plněné separační kolony na bázi rektifikace (rovnováha kapalina-pára) a speciální metody jejich výpočtu.
6. Patrové a plněné separační kolony - extrakce (rovnováha kapalina-kapalina) a absorpce (kapalina-plyn). Problém s recykly. Dekompozice.
7. Reaktory. Ideálně míchaný průtočný reaktor (CSTR), trubkový reaktor s pístovým tokem (PFR). Vícenásobný ustálený stav, parametrická citlivost a runaway.
8. Modelování procesů s pevnou fází - úvod, populační bilance a metody řešení.
9. Modelování procesů s pevnou fází - tvorba pevné fáze (krystalizace).
10. Modelování procesů s pevnou fází - tvorba pevné fáze (granulace).
13. Modelování procesů s pevnou fází - klasifikace (sítování, mletí).
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
1. Introduction to PSE. Basic introduction to simulation in AspenPlus software. Thermodynamic models for simulation. Databases of physical and chemical properties.
2. Material balances. Modelling of basic unit operations and streams - mixers, splitters, pumps, compresors, turbines, pressure drop in real pipe.
3. Enthalpy balance - heat exchangers, design problem and optimization. Synthesis. Pinch-point methods. Design of heat exchanger networks and separation trains. Heuristical and evolutional algorithms.
Nutně Chemické inženýrství I. Je vítáno absolvování Chemického inženýrství II, případně III. Fyzikální chemie a/nebo Technická termodynamika. Dobrá orientace v matematice, případně absolvování některého předmětu z numerické matematiky.
Poslední úprava: Pátková Vlasta (16.11.2018)
Necessary Chemical Engineering I. It is welcome to graduate in Chemical Engineering II or III. Physical Chemistry and / or Technical Thermodynamics. Good orientation in mathematics, or graduation of any subject from numerical mathematics.