Procesní inženýrství

. Rovnováha kapalina – pára, tenze par, výparné teplo. Clausius-Clapeyronova rovnice, Antoinova rovnice. Raoultův zákon. Reálné směsi. Rovnovážné diagramy P- x,y, T-x,y, y-x. Destilace mžiková. Destilace rovnovážná. Látková a energetická bilance. Tepelná bilance nástřiku. 2. Rektifikace. Nástřik, destilát, zbytek. Bilance kolony, bilance patra. Rovnovážné patro. Tepelná bilance a její vztah k průtokům. Účel zpětného toku (reflux). Nastavení zpětného toku. Princip výpočtu od patra k patru. 3. Volba podmínek rektifikace. Vařák, princip, konstrukce. Způsob ohřevu. Použití plamene, páry. Kondenzátor, konstrukce. Odhad a významnost tepelných ztrát. Nastavování, dělení zpětného toku. Měřené veličiny. 4. Kolonová zařízení. Patrové kolony. Rychlost par, volba průměru. Zahlcení, přestřik, volba výšky patra. Konstrukce pater, princip kloboučkového patra, sítová patra, záklopková patra. Účinnost. Výplňové kolony. Rychlost par, volba průměru. Volba velikosti výplně. Výška převodové jednotky. Objemový součinitel přestupu hmoty. Kolonová zařízení pro absorpci, chlazení, odpařování. 5. Vícesložková destilace. Absorpce. Henryho zákon. Závislost na teplotě. Pracovní čára. Převodová jednotka a její vztah k reálné jednotce (patru). Absorpce několika složek. 6. Hnací síla přenosu hmoty. Součinitel přestupu tepla v kapalině, plynu. Celkový součinitel přechodu hmoty. Měření součinitele přestupu hmoty. Otázka mezifázové plochy. Objemový součinitel přestupu hmoty. Izobarická rovnováha v soustavě voda - vzduch. Rozpustnost vzduchu ve vodě. Rozpustnost plynů v krvi. Vlhkost vzduchu. Absolutní vlhkost. 7. Tepelná kapacita vlhkého vzduchu. Výparné teplo. Konstrukce diagramu vlhkého vzduchu. Rosný bod. Teplota adiabatického nasycení. Teplota vlhkého teploměru. Měření vlhkosti. Rovnováha vlhkosti vzduchu a vlhkosti materiálů. Klimatizace. Chladící věže. 8. Typy vlhkosti materiálů. Vázaná a krystalová voda. Botnavé, sypké a pórézní materiály. Rychlé sušení. Řízené sušení. Rozprašovací sušárny. Sušení parami. Destilace s vodní parou. 9. Energetická bilance tepelných zařízení. Tepelný výměník, důležité teplotní údaje a jejich vztah k bilanci a k průchodu tepla. Soustavy teplosměnných zařízení, metoda pinch technology. 10. Řešení výměníků. Praktické použití programů ASPEN. 11. Seznámení s dalšími možnostmi programů ASPEN. 12. Přeměna mechanické a tepelné energie. Tepelné čerpadlo. Hluboké chlazení. Ohřev disipačním teplem. Využití elektrické energie, odporový, indukční, obloukový, mikrovlnný ohřev. 13. Adsorpce. Adsorpční izoterma. Postup adsorpční vlny. Kinetika adsorpce. Desorpce. Dělení metodou PSA. Chromatografie. 14. Sypké materiály. Distribuce velikosti zrna. Sítová analýza. Jiné způsoby měření rozměrů částic. Problémy koloidních částic. Aerosoly. Mletí a drcení. Výpočtová cvičení Bilanční výpočty v simulačním programu ASPEN. Seznámení s programem, praktické řešení bilanční úlohy. Rektifikace. Bilanční schéma kontinuální rektifikace, celková látková a entalpická bilance rektifikační kolony. Teoretické a skutečné patro, účinnost patra, celková účinnost kolony. Minimální reflux. Návrhový výpočet v rozdělovacím diagramu x-y a numerické řešení pro různé formy nástřiku. Absorpce. Vyjádření rovnovážných údajů. Bilanční schéma a materiálová bilance absorbéru. Určení minimální spotřeby rozpouštědla. Návrh základních rozměrů patrových a výplňových zařízení, grafické a numerické řešení. Počet převodových jednotek, výška převodové jednotky, absorpční faktor. Extrakce. Výpočet jednostupňové a vícestupňové extrakce s dokonale nemísitelnými rozpouštědly, extrakce se spojitým stykem fází. Určení minimální spotřeby extrakčního činidla. Grafické řešení vícestupňové extrakce s omezeně mísitelnými rozpouštědly v trojúhelníkovém diagramu. Sušení. Látková bilance periodické sušárny, výpočet doby sušení. Kinetika sušení. Kontinuální reálná sušárna. Usazování. Výpočet usazovací rychlosti. Výkonnost gravitačního sazováku. Fluidace. Tlaková ztráta fluidní vrstvy. Výpočet prahové rychlosti a expanze fluidní vrstvy. Písemný test Laboratorní cvičení (VŠCHT Praha) Ztráty tlaku při proudění tekutin v přímém potrubí a místních odporech Ztráty tlaku v trubce s výplní Charakteristika odstředivého čerpadla Filtrace Usazovací rychlost částice Fluidace Míchání Distribuce dob prodlení v míchaném systému Sdílení tepla v deskovém výměníku Prostup tepla povrchem s žebry Reverzní osmóza Sušení Mletí