Detail předmětu

Difuzní pochody

FSI-KDPAk. rok: 2019/2020

Výroba celé řady předmětů pro naši potřebu, a to ať už se jedná o olej, benzín, instantní kávu, léčiva nebo ovocné destiláty, je závislá na procesech výměny hmoty. Studium těchto procesů je důležité nejen pro procesní, ale i pro ekologické inženýrství a celou řadu souvisejících
oborů. Předmět je zaměřen na procesy výměny hmoty a jejich aplikace v základních procesních operacích - destilaci, absorpci, extrakci, krystalizaci a sušení. V úvodní části kurzu se posluchač seznámí s mechanizmem difúze a popisem fázových rovnováh v procesech výměny hmoty.
Další část kurzu je věnována výpočtům materiálové a tepelné bilance rovnovážných stupňů aparátů na výměnu hmoty. V závěrečné části jsou probírány jednotlivé typy aparátů s ohledem na určení jejich hlavních bilančních a konstrukčních parametrů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Výsledky učení předmětu

V průběhu kurzu se posluchač seznámí s teorií výměny hmoty a jejími
aplikacemi při návrhu a výpočtu aparátů. Kurz doplňují cvičení, ve
kterých se řeší praktické příklady navazující na probranou látku.

Prerekvizity

Základní znalosti z chemie, fyziky, fyzikální chemie a matematiky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška má písemnou a ústní část. Do okruhu probrané látky k ústní zkoušce jsou zahrnuty i otázky související s úlohami, řešenými ve cvičení.

Osnovy výuky

Úvodní přednáška
Difuzní pochody - rozdělení jednotkových operací
Základy výměny hmoty - Fickův zákon, ekvimolární difuze
Fázové rovnováhy - základní metody výpočtu
Bilance aparátů na výměnu hmoty
Dvousložková destilace, materiálová a tepelná bilance kolony
Určení teoretického počtu pater metodou MacCabe-Thiele¨
Absorpce v kapalině, základní pojmy a bilance, fázové rovnováhy
Extrakce, základní pojmy, fázové rovnováhy.
Sušení, teoretická a reálná sušárna a její bilance
Krystalizace, materiálová a tepelná bilance aparátu
Adsorpce, bilance jednostupňového a vícestupňového aparátu
Membránové procesy rozdělení a základní typy

Učební cíle

Seznámení se základy procesů založených na principu výměny hmoty. Jedná
se o jednu z nejdůležitějších statí při studiu procesního inženýrství.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná a je kontrolována.
Doprovodný text v elektronické podobě mají studenti k dispozici.
Písemný elaborát ze zameškaného cvičení je nutno doplnit a předložit ke kontrole vyučujícímu.

Základní literatura

McCabe, Warren L.Unit operations of chemical engineering./2001 (EN)
Novák Josef a kol.: Fyzikální chemie I,VŠCHT Praha (1. vydání, 1999) (CS)
Perry, Robert H., 1924-1978. Perry’s chemical engineers’ handbook /2008 (EN)
Poživil Jaroslav, Vaněk Tomáš, Bernauer Bohumil: Procesní a systémové inženýrství,VŠCHT Praha, 1997 (CS)

Doporučená literatura

Vermouzek Č.: Difúzní pochody, , 0

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-PRI , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. David Jecha, Ph.D.
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc.

Osnova

1. Rozdělení procesů výměny hmoty.
2. Základy výměny hmoty.
3. Materiálová a tepelná bilance aparátu s výměnou hmoty.
4. Základy výpočtů fázových rovnováh a entalpií.
5. Materiálová a tepelná bilance dvousložkové destilace.
6. Metody určení počtu teoretických pater při dvousl. destilaci.
7. Vícesložková destilace, základní výpočty.
8. Metody určení počtu teoretických pater při vícesložkové destilaci
9. Kotlová a diskontinuální destilace.
10. Extrakce kapalina-kapalina.
11. Absorpce a desorpce. Určení počtu pater a výšky náplňové absorpční kolony.
12. Sušení. Materiálová a tepelná bilance teoretické sušárny.
13. Krystalizace. Kinetika krystalizace.
14. Adsorpce z plynů a kapalin. Určení teoretického počtu stupňů při adsorpci.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. David Jecha, Ph.D.

Osnova

K jednotlivým tématům přednáškového cyklu jsou probírány praktické příklady s aplikačním zaměřením. Ročníkový projekt je zaměřen na materiálové bilance jednotkových operací výměny hmoty.