Procesní a systémové inženýrství - D409005
Anglický název: Process and System Engineering
Zajišťuje: Ústav chemického inženýrství (409)
Platnost: od 2018
Semestr: oba
Body: 0
E-Kredity: 0
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 0/0 Jiné [hodiny/týden]
Počet míst: zimní:neurčen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Poznámka: předmět je určen pouze pro doktorandy
student může plnit i v dalších letech
předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Šoóš Miroslav prof. Ing. Ph.D.
Je záměnnost pro: P409004
Termíny zkoušek   
Anotace
Poslední úprava: Šmídová Ludmila (14.03.2012)
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, využítí optimalizace a základní ekonomika pro design procesů.
Výstupy studia předmětu
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (04.05.2016)

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

Literatura
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (23.01.2014)

1. Vaněk T., Kohout M.: Přednášky z PSI. Elektronická podoba. VŠCHT Praha, 2009-2014.

2. Václavek V., Eckert E., Vaněk T.: Základy chemického systémového inženýrství. Skriptum VŠCHT Praha, 1990.

3. Poživil J., Vaněk T., Bernauer B.: Procesní systémové inženýrství. Skriptum VŠCHT Praha, 1997, reedice 2006.

4. Vaněk a kol.: Simulační metody a programy pro procesní inženýrství I., II., III. Skriptum VŠCHT Praha, 2014 (v přípravě, bude vydáno).

5. Smith R.: Chemical Process Design and Integration. John Wiley, 2005 (ISBN 0-471-48681-7).

6. Sinnot R.K.: Chemical Engineering Design. 4th ed. Elsevier, 2005 (ISBN 0-7506-6338-6).

7. 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).

8. Walas S.M.: Chemical Process Equipment. Selection and Design. Butterworth-Heinemann Series in Chemical Engineering, 1990 (ISBN 0-7506-9385-1).

9. Dimian A.C.: Integrated Design and Simulation iof Chemical Processes. Elsevier, 2003.

Studijní opory
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (04.05.2016)

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

\\pyr\scratch\UCHI409\PSI (síť VŠCHT)

Sylabus
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (15.11.2017)

1. Úvod. Chemické procesní inženýrství. Systémové inženýrství jako nástroj pro procesní inženýrství a procesní design. Procesní design, typy jeho úloh, životní cyklus procesu. Předběžný, konceptuální, základní a detailní design. Hierarchický přístup a metoda integrace procesů.

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 nejjednodušších 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. Fyzikálně-chemické modely pro simulační a další výpočty. Stavové chování. Fázové rovnováhy. Databáze fyzikálně-chemických dat.

7. Třídy jednotkových operací pro stacionární simulaci a modely pro vybrané složitější operace. Prosté složkové separátory. Tepelné výměníky. Čerpadla, kompresory, turbíny, tlakové ztráty na reálném potrubí. Reaktory. Ostatní jednotkové operace.

8. Modelování separačních kolon pro stacionární simulaci. Jednostupňové separace. Patrové separační kolony a speciální metody jejich výpočtu.

9. Simulační programy a jejich architektura. Komerční simulační programy (ASPEN Plus, Aspen HYSYS, PRO/II, ChemCAD a další). Suity programů propojených se simulačními programy. Metodika pro formulaci simulační úlohy, vyhodnocení a zužitkování jejího řešení v praxi.

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. Dynamická simulace. Dynamické modely vybraných jednotkových operací. Numerické metody pro řešení dynamických modelů. Dynamické bilance.

12. Vsádkové a periodické procesy. Uspořádání výroby pro periodické procesy. Jednotkové operace pro vsádkové a periodické výroby.

13. Optimalizace a ekonomika procesů. Vybrané příklady optimalizačních úloh v chemickém procesním inženýrství. Kapitálové a provozní náklady a jejich optimalizace.

14. Úvod do strukturní syntézy procesu jako speciální optimalizační úlohy. Separační sekvence. Integrace tepla. Pinch-point metody. Syntéza sítě tepelných výměníků.

Vstupní požadavky
Poslední úprava: Vaněk Tomáš doc. RNDr. CSc. (23.01.2014)

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.