Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2021/2022

Reaktorové inženýrství

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 619-3009/01
Zkratka RI
Název předmětu česky Reaktorové inženýrství
Název předmětu anglicky Chemical Reactor Engineering
Kreditů 7
Garantující katedra Katedra fyzikální chemie a teorie technologických procesů
Garant předmětu prof. Ing. Lucie Obalová, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Termodynamika chemických reakcí. Tepelný efekt chemické reakce. Gibbsova energie a termodynamická schůdnost. Rovnováha při chemické reakci. Reakční izoterma a izobara. Rovnovážný stupeň přeměny.
2. Homogenní reakce. Reakce elementární, jednoduché a složené. Definice reakční rychlosti, rychlosti vzniku složky. Definice stupně přeměny. Arrheniova rovnice. Selektivita. Výtěžek.
3. Obecná látková a energetická bilance chemického reaktoru. Stechiometrie.
4. Vsádkový ideálně míchaný reaktor. Popis, příklady použití. Látková a entalpická bilance. Reaktor s proměnným objemem a tlakem. Konstrukční řešení a řízení reaktoru.
5. Ideálně míchaný průtočný reaktor. Popis, příklady použití. Látková a entalpická bilance. Prostorový čas, prostorová rychlost. Konstrukční řešení a řízení reaktoru. Stabilita režimu míchaného průtočného reaktoru. Vícenásobné ustálené stavy. Nájezd reaktoru. Kaskáda míchaných průtočných reaktorů.
6. Reaktor s pístovým tokem. Popis, příklady použití. Látková a entalpická bilance. Konstrukční řešení a řízení reaktoru. Porovnání objemu míchaného průtočného a trubkového reaktoru.
7. Izotermní, neizotermní a adiabatické reaktory. Optimální pracovní teplota. Konstrukční řešení.
8. Výzkum kinetiky chemických reakcí. Makrokinetické a mikrokinetické vlastnosti. Zásady návrhu laboratorního reaktoru. Princip přenosu dat. Zvětšování měřítka.
9. Metody zpracování kinetických dat. Lineární regrese, nelineární regrese.
10. Reálný tok. Metody diagnostiky hydrodynamiky toku v reálných reaktorech. Distribuce doby prodlení. Modely toku pro reálné reaktory, axiální disperze, kaskáda ideálních mísičů, mrtvý prostor, zkrat, segregační model.
11. Kinetika heterogenních reakcí. Příklady vícefázových reaktorů: reaktory kapalina – plyn, reaktory plyn – kapalina – tuhá fáze.
12. Heterogenní katalytické reaktory. Katalyzátor a děje probíhající v částici katalyzátoru. Kinetické rovnice pro katalytické reakce. Modely heterogenních katalytických reaktorů. Thieleho modul. Efektivní faktor. Tlaková ztráta v sypaném loži.
13. Exkurze do chemického podniku.

Povinná literatura

LEVENSPIEL, Octave. Teorie a výpočty chemických reaktorů. Praha: SNTL, 1967.

HORÁK, J. a J. PAŠEK, J. Navrhování průmyslových chemických reaktorů z laboratorních dat. Praha: SNTL, 1986.

MARKOŠ, Jozef a Zuzana LABOVSKÁ. Reaktorové inžinierstvo I. V Bratislave: Slovenská technická univerzita, 2013. ISBN 978-80-227-4056-2.

DITL, Pavel. Chemické reaktory. Vyd. 3. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 2006. ISBN 80-01-03576-X.

FOGLER, H. Scott. Elements of chemical reaction engineering [CD-ROM]. 4th ed., Pearson new international ed. Harlow: Pearson, c2014. ISBN 978-1-292-02616-9.

Doporučená literatura

KRAUS, Miloš, Petr SCHNEIDER a Ludvík BERÁNEK. Chemická kinetika pro inženýry. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1978.

MAREK, Miloš, Vlasta HUDCOVÁ a Egon ECKERT. Výpočty z reaktorového inženýrství. Vyd. 2. přeprac. Praha: VŠCHT v Čs. redakci VN MON, 1988.

FROMENT, Gilbert F., Kenneth B BISCHOFF a Juray DE WILDE. Chemical reactor analysis and design. 3rd ed. Hoboken: Wiley, c2011. ISBN 978-0-470-56541-4.