Předměty

Předmět rozšiřuje znalosti chemického inženýrství směrem k vícefázovým systémům zahrnujícím bubliny, kapky, či částice. Hydrostatice a hydrodynamice těchto systémů s mezifázovým rozhraním, v nichž mezifázové napětí hraje často dominantní roli, se v základních kurzech věnuje jen malá pozornost, přestože úlohy spojené s touto problematikou se řeší v řadě chemicko-inženýrských aplikací. V úvodních přednáškách jsou nejdříve objasněny základní principy mechaniky tekutin: transportní rovnice, materiálové derivace, deformace a tenzor napětí, formulace pohybových rovnic a okrajových podmínek. Dále je velká pozornost věnována analýze sil působících na tekutou částici a definici bezrozměrných čísel bilancujících všechny tyto síly. Na základě těchto znalostí je poté diskutován tvar a hydrodynamické chování jednotlivých bublin či kapek. Stručně jsou probrány též jevy související s kapilaritou, smáčením povrchů, vytvářením kontaktních úhlů, vlivem povrchově aktivních látek, či sdílením hmoty a tepla mezi částicí a okolím. Závěrečné přednášky charakterizují suspenze, emulze, pěny, či kapalné filmy, se zahrnutím jejich reologie a různých doprovodných jevů jako je štěpení, koalescence, koagulace či flokulace. Předmět je pouze přednášen a je zakončen ústní zkouškou.

Poslední úprava: Pátková Vlasta (08.11.2018)

The subject broadens knowledge of chemical engineering in the direction towards multiphase systems dealing with bubble, drops, and particles. Hydrostatics and hydrodynamics of multiphase systems, where interfacial tension plays the dominant role, are not usually sufficiently accented in the basic courses, even if tasks connected with these topics are very often solved in chemical engineering applications. Firstly, opening lectures explain the basic principles of fluid mechanics: transport equations, material derivations, deformation and strain tensors, equations of motion and boundary conditions. After that different forces acting on fluid particles are analyzed and the dimensionless number balancing all these forces defined. On the base of this knowledge, hydrodynamic behavior of bubbles and drops is discussed, including questions connected with the shape of individual fluid particles. Then the phenomena related to the capillarity, surface wettability, contact angle formation, surfactants effects, or mass/heat transport between a particle and surrounding fluid are shortly treated. Finally, suspensions, emulsions, foams, and liquids films are characterized, including their multiphase rheology and accompanying phenomena of particle coalescence, breakup, or flocculation. The subject is lectured and finished with a final oral examination.

Poslední úprava: Kubová Petra (12.11.2018)

Studenti si rozšíří znalosti mechaniky tekutin a porozumí mnoha fyzikálně-chemickým dějům řídícím chování vícefázových systémů. Získané znalosti mohou uplatnit jak při experimentálním studiu, tak i případné průmyslové praxi týkající se procesů zahrnujících bubliny, kapky, či částice.

Poslední úprava: Pátková Vlasta (08.11.2018)

Students will widen their knowledge of fluid mechanics and apprehend physical-chemical processes controlling behavior of multiphase systems. Acquired knowledge will be applicable both in scientific experiments and engineering practice dealing with bubble, drops, and particles.

Poslední úprava: Kubová Petra (12.11.2018)

1. Clift R., Grace J.R., Weber M.E. : Bubbls, drops, and particules. Dover publications, inc. Mineola, NewYork (2005)

2. DeGennes P.G., Brochard-Wyart F., Quéré D.: Capillarity and Wetting Phenomana. Springer New York (2004)

3. Guyon E., Hulin J.-P., Petit L., Mitescu C.D. : Physical hydrodynamics. Oxford University Press, Oxford (2001)

4. Wichterle K. : Povrchové/mezifázové napětí v hydrostatice a hydrodynamice. MAPRINT, Praha (1997)

Poslední úprava: Pátková Vlasta (08.11.2018)

1. Clift R., Grace J.R., Weber M.E. : Bubbls, drops, and particules. Dover publications, inc. Mineola, NewYork (2005)

2. DeGennes P.G., Brochard-Wyart F., Quéré D.: Capillarity and Wetting Phenomana. Springer New York (2004)

3. Guyon E., Hulin J.-P., Petit L., Mitescu C.D. : Physical hydrodynamics. Oxford University Press, Oxford (2001)

Poslední úprava: Kubová Petra (12.11.2018)

1. Základní principy mechaniky tekutin

2. Síly působící na tuhé i tekuté částice

3. Bezrozměrná čísla v hydrodynamice tekutých částic

4. Obtok tuhé částice, klasifikace částic podle tvaru

5. Pohyb tekutých částic, tvar bublin a kapek

6. Mezifázové napětí a kapilární jevy

7. Smáčivost povrchů, statický a dynamický kontaktní úhel

8. Tok kapalného filmu, jeho stabilita a tvorba vln

9. Tvarové oscilace tekutých částic

10. Povrchově aktivní látky

11. Suspenze, emulze, pěny

12. Povrchové jevy, štěpení a koalescence

13. Reologie vícefázových systémů

Poslední úprava: Pátková Vlasta (08.11.2018)

1. Basic principles of fluid mechanics

2. Forces acting on rigid and fluid particles

3. Dimensionless numbers in hydrodynamics of fluid particles

4. Flow around rigid particles, shape classification of rigid particles

5. Motion of fluid particles, shape of bubbles and drops

6. Surface and interfacial tension, capillary phenomena

7. Surface wettability, static and dynamic contact angle

8. Liquid film flow, its stability and wave inception

9. Shape oscillations of fluid particles

10. Surfactants

11. Suspensions, emulsions, foams

12. Interfacial phenomena, coalescence and breakup

13. Rheology of multiphase systems.

Poslední úprava: Kubová Petra (12.11.2018)

K dispozici prezentace přednášek.

Poslední úprava: Pátková Vlasta (08.11.2018)

Texts of the lectures are at disposal.

Poslední úprava: Kubová Petra (12.11.2018)