Detail předmětu

Bilancování procesních a energetických systémů

FSI-KBPAk. rok: 2023/2024

Předmět posluchačům představí problematiku bilancování procesních a energetických systémů. Studenti si osvojí použití bilanční rovnice zákona zachování hmoty a energie na pestré paletě procesů:
• Procesy v ustáleném stavu
• Procesy jednosložkové i vícesložkové
• Procesy s chemickými reakcemi
• Procesy závislé na čase.
Pro řešení bilancí předmět poskytne výpočtové nástroje a metody, v jejichž používání se studenti procvičí na řadě praktických příkladů. Důraz bude kladen na počítačovou implementaci postupů s využitím běžně dostupného SW MS Excel. Ve výuce a přednášené látce jsou zohledněna aktuální témata energetické bezpečnosti a výroby energie z obnovitelných zdrojů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Vstupní znalosti

Předpokládají se znalosti z bakalářského studia matematiky, fyziky a termomechaniky.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

ZÁPOČET: Pro udělení zápočtu je nutná pravidelná a aktivní účast ve cvičeních, dodání všech zadaných úkolů a úspěšné zvládnutí písemných testů. Kritériem úspěšného získání zápočtu je nadpoloviční počet bodů z průběžných písemných testů.

ZKOUŠKA: Zkouška je písemná. Hodnocení bude provedeno standardním způsobem podle procenta dosažených bodů (0-50%…F, 51-60%…E, 61-70%…D, 71-80%…C, 81-90%…B, 91-100%…A).

Podmínkou udělení zápočtu je pravidelná účast ve výuce (To znamená maximálně 2 předem omluvené neúčasti ve cvičení). Účast na přednáškách není kontrolovaná, nicméně splnění úkolů ve cvičeních vyžaduje znalosti z přednášek.

Učební cíle

Cílem předmětu je připravení studentů na efektivní používání bilancování jako základního nástroje procesního inženýra. Předmět současně zdůrazní provázanost znalostí z dalších vybraných předmětů oboru.
Posluchači se naučí, že bilancování je obecná metoda práce se zákony zachování hmoty, energie či látky. Osvojí si systematický přístup k analýze bilancovaného schématu. Naučí se, jak bilancování aplikovat pro matematický popis různých typů procesů. Studenti se dále naučí řešit bilanční rovnice v probíraných typech procesů.

Základní literatura

Ditl. P, Netušil M. Bilancování a simulace systémů v MS Excel, 1. vydání, Praha : Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2018. (CS)
Felder R. M. and Rousseau R. W., Elementary Principles of Chemical Processes, 3rd Update Edition. Wiley, 2004 (EN)
D. W. Green, M. Z. Southard(eds.): Perry´s Chemical Engineers´Handbook, 9th ed. New York: McGraw-Hill Education 2019 (EN)

Doporučená literatura

Ditl. P, Netušil M. Bilancování a simulace systémů v MS Excel, 1. vydání, Praha : Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2018. (CS)
Klapka, J., Dvořák, J., Popela, P. Metody operačního výzkumu. Brno: VUTIUM, 2001 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-PRI-P magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Osnova

1. týden: Klasifikace bilancí a základní pojmy
2. týden: Hmotnostní bilance systému v ustáleném stavu (bez chemické reakce a s chemickou reakcí)
3. týden: Energetická bilance ustáleného systému, postupy výpočtu toku energie vybraných procesních proudů
4. týden Úvod do bilance potrubních sítí, bilance úloh s recyklem či obtokem, počítačová implementace algoritmů pro řešení bilance
5. týden: Úvod do ekonomického hodnocení projektů v předinvestiční fázi
6. týden: Bilancování na základě provozních dat (přeurčený systém)
7. týden: Bilance pro hodnocení dopadů na životní prostředí
8. týden: Přístupy k bilancování šíření emisí do okolního prostředí, emise a imise
9. týden: Bilance procesu závislého na čase, akumulace hmoty
10. týden: Bilancování procesů se změnou fáze (pára-kapalina, jedno a více složkové systémy)
11. týden: Bilancování procesů se změnou fáze (kapalina - pevná látka) a aplikace pro akumulaci energie
12. týden: Základy bilancování nízkouhlíkových technologií výroby energie
13. týden: Přehled SW pro bilancování procesů

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ondřej Putna, Ph.D.
Ing. Jaroslav Pluskal, Ph.D.

Osnova

Cvičení s počítačovou podporou. Řešení úloh k přednášeným tématům, na základě informací z přednášek.