1. Materiálové bilance technologických procesů.
Bilance, rovnováha, kinetika. Zákony zachování. Bilancovatelné veličiny, bilanční systém, bilanční období. Vstupy, výstupy, akumulace, přeměna. Extenzivní a intenzivní veličiny. Hustota, koncentrace, plynové zákony. Bilance soustav s chemickou reakcí. Fiktivní proudy, stechiometrie.
2. Rozměrová analýza.
Bezrozměrná čísla. Rozměrová homogenita. Buckinghamův p teorém. Škálování procesů, Optimalizace a návrh procesů.
3. Mechanika tekutin, proudění v potrubích, čerpadla a kompresory.
Bilance energie. Typy energie a přeměny. Mechanická energie v tekutém prostředí. Kinetická, potenciální a tlaková energie. Bernouliho rovnice. Tlaková ztráta. Proudění v potrubí. Součinitel tření, odporový součinitel. Laminární a turbulentní proudění, Reynoldsovo číslo. Drsnost. Skládání odporů proudění. Dodávání mechanické energie. Čerpadla, kompresory. Principy, konstrukční a provozní zvláštnosti. Účinnosti.
4. Fázové rovnováhy ve vícesložkových a vícefázových soustavách.
Rovnováha kapalina-pára. Rovnováha kapalina-kaplina. Dostupné databáze dat. Fy-CH modely rovnováh, využití při technologických výpočtech. Softwarové nástroje.
5. Dělení směsí pevné částice – kapalina.
Filtrace koláčová - hloubková. Princip koláčové filtrace a veličiny, na nichž závisí rychlost filtrace. Filtrační zkoušky. Filtrace s konstantní rychlostí, tlakovým spádem, charakteristikou čerpadla. Průmyslové filtry. Sedimentace. Průběh sedimentace, bilance, suspenze, usazenina. Pádová rychlost částice. Sedimentační odstředivka, proudový odlučovač. Filtrační odstředivka. Zádrž kapaliny ve filtračním koláči a v usazenině. Rušené usazování. Zhutňování usazeniny. Dorrův usazovák. Třídění částic na základě různé usazovací rychlosti.
6. Míchání - Fluidizace.
Kontaktování fází. Míchadla rychloběžná a pomaloběžná. Příkon míchadel. Statické mixéry. Mikrofluidika. Suspendace. Fluidizace. Prahová rychlost, úletová rychlost.
7. Energetické bilance technologických procesů.
Bilance energie. Teplo jako forma energie. Zákony zachování, definice entalpie. Významné členy v termodynamických úvahách. Tepelná kapacita, entalpie fázových a chemických změn. Zdroje tepla. Sdílení tepla. Teplo, tepelný tok, hustota tepelného toku. Součinitel přestupu a průchodu tepla. Vedení, sálání, konvekce. Tepelná vodivost, Fourierův zákon. Kompozitní materiál. Kirchhoffovy zákony. Měření teploty.
8. Sdílení tepla v proudící tekutině. Sdílení tepla se změnou fáze.
Tepelná konvekce nucená, volná. Filmová teorie. Nusseltovo číslo. Prandtlovo číslo. Grashoffovo číslo. Kriteriální rovnice. Kdy se projevuje sálání. Zákonitosti přenosu tepla sáláním. Pece. Zanedbatelnost některých tepelných odporů. Tenze par. Izobarické odpařování do vzduchu. Výparné teplo. Var a kondenzace. Bublinový a blánový var. Kapková a blánová kondenzace. Ohřev parou. Vícestupňová odparka. Var při sníženém tlaku. Tepelné čerpadlo. Lindeho kolona.
9. Stupňová zařízení výměny tepla.
Převodová jednotka pro sdílení tepla. Řazení převodových jednotek. Souproud, protiproud. Tepelný výměník. Tepelná bilance – hnací síla. Převodová jednotka pro sdílení hmoty. Pinch analýza.
10. Sdílení hmoty.
Difúze, konvektivní přenos hmoty. Fickovy zákony sdílení hmoty. Difúzní koeficient. Přenos hmoty mezi fázemi. Vícefázové rovnováhy. Membránové procesy.
11. Difúzně separační procesy.
Destilace, absorpce, stripování, extrakce, adsorpce, membránové separace, loužení, chromatografie. Matematický popis zařízení a základní principy probíhajících dějů. Kontaktování fází. Patrové a výplňové kolony.
12. Soustava voda-vzduch, sušení, chlazení.
Vlhký vzduch. Nasycený vzduch. Absolutní vlhkost. Relativní vlhkost. Teplota vlhkého teploměru. Měření vlhkosti. Entalpie vlhkého vzduchu. Diagram vlhkého vzduchu. Vlhkost pevných a porézních materiálů. Rovnovážná vlhkost. Hnací síla sušení. Bilance sušení. Rychlost sušení. Sušárny. Vlhčení vzduchu. Chlazení vody vzduchem. Chladící věže.
13. Chemické reaktory.
Termodynamika chemických reakcí. Tepelný efekt chemické reakce. Gibbsova energie a termodynamická schůdnost. Rovnovážný stupeň přeměny. Izotermní a neizotermní reaktory. Vsádkové reaktory s proměnným objemem a tlakem. Reaktory s pístovým tokem pro reakce v kapalné a plynné fázi. Ideálně míchané reaktory. Polokontinuální reaktory. Optimální pracovní teplota. Adiabatické reaktory. Vícenásobné ustálené stavy.
14. Kinetika chemických reakcí.
Výzkum kinetiky chemických reakcí. Makrokinetické a mikrokinetické vlastnosti. Zásady návrhu laboratorního reaktoru. Metody zpracování kinetických dat. Zvětšování měřítka. Reálný tok. Metody diagnostiky hydrodynamiky toku v reálných reaktorech. Distribuce doby prodlení. Modely toku pro reálné trubkové reaktory - laminární a turbulentní tok, axiální disperze, kaskáda ideálních mísičů. Makrotekutina a mikrotekutina, segregační model.
15. Vícefázové reaktory.
Fázové rozhraní a přenos hmoty mezi fázemi (plyn-kapalina, kapalina-tuhá látka). Hydrodynamika vícefázových systémů. Režimy proudění. Přenos tepla v vícefázových reaktorech. Řízení teplotních gradientů mezi fázemi. Kinetika vícefázových reakcí. Návrh a optimalizace vícefázových reaktorů. Katalytické vícefázové reaktory
Bilance, rovnováha, kinetika. Zákony zachování. Bilancovatelné veličiny, bilanční systém, bilanční období. Vstupy, výstupy, akumulace, přeměna. Extenzivní a intenzivní veličiny. Hustota, koncentrace, plynové zákony. Bilance soustav s chemickou reakcí. Fiktivní proudy, stechiometrie.
2. Rozměrová analýza.
Bezrozměrná čísla. Rozměrová homogenita. Buckinghamův p teorém. Škálování procesů, Optimalizace a návrh procesů.
3. Mechanika tekutin, proudění v potrubích, čerpadla a kompresory.
Bilance energie. Typy energie a přeměny. Mechanická energie v tekutém prostředí. Kinetická, potenciální a tlaková energie. Bernouliho rovnice. Tlaková ztráta. Proudění v potrubí. Součinitel tření, odporový součinitel. Laminární a turbulentní proudění, Reynoldsovo číslo. Drsnost. Skládání odporů proudění. Dodávání mechanické energie. Čerpadla, kompresory. Principy, konstrukční a provozní zvláštnosti. Účinnosti.
4. Fázové rovnováhy ve vícesložkových a vícefázových soustavách.
Rovnováha kapalina-pára. Rovnováha kapalina-kaplina. Dostupné databáze dat. Fy-CH modely rovnováh, využití při technologických výpočtech. Softwarové nástroje.
5. Dělení směsí pevné částice – kapalina.
Filtrace koláčová - hloubková. Princip koláčové filtrace a veličiny, na nichž závisí rychlost filtrace. Filtrační zkoušky. Filtrace s konstantní rychlostí, tlakovým spádem, charakteristikou čerpadla. Průmyslové filtry. Sedimentace. Průběh sedimentace, bilance, suspenze, usazenina. Pádová rychlost částice. Sedimentační odstředivka, proudový odlučovač. Filtrační odstředivka. Zádrž kapaliny ve filtračním koláči a v usazenině. Rušené usazování. Zhutňování usazeniny. Dorrův usazovák. Třídění částic na základě různé usazovací rychlosti.
6. Míchání - Fluidizace.
Kontaktování fází. Míchadla rychloběžná a pomaloběžná. Příkon míchadel. Statické mixéry. Mikrofluidika. Suspendace. Fluidizace. Prahová rychlost, úletová rychlost.
7. Energetické bilance technologických procesů.
Bilance energie. Teplo jako forma energie. Zákony zachování, definice entalpie. Významné členy v termodynamických úvahách. Tepelná kapacita, entalpie fázových a chemických změn. Zdroje tepla. Sdílení tepla. Teplo, tepelný tok, hustota tepelného toku. Součinitel přestupu a průchodu tepla. Vedení, sálání, konvekce. Tepelná vodivost, Fourierův zákon. Kompozitní materiál. Kirchhoffovy zákony. Měření teploty.
8. Sdílení tepla v proudící tekutině. Sdílení tepla se změnou fáze.
Tepelná konvekce nucená, volná. Filmová teorie. Nusseltovo číslo. Prandtlovo číslo. Grashoffovo číslo. Kriteriální rovnice. Kdy se projevuje sálání. Zákonitosti přenosu tepla sáláním. Pece. Zanedbatelnost některých tepelných odporů. Tenze par. Izobarické odpařování do vzduchu. Výparné teplo. Var a kondenzace. Bublinový a blánový var. Kapková a blánová kondenzace. Ohřev parou. Vícestupňová odparka. Var při sníženém tlaku. Tepelné čerpadlo. Lindeho kolona.
9. Stupňová zařízení výměny tepla.
Převodová jednotka pro sdílení tepla. Řazení převodových jednotek. Souproud, protiproud. Tepelný výměník. Tepelná bilance – hnací síla. Převodová jednotka pro sdílení hmoty. Pinch analýza.
10. Sdílení hmoty.
Difúze, konvektivní přenos hmoty. Fickovy zákony sdílení hmoty. Difúzní koeficient. Přenos hmoty mezi fázemi. Vícefázové rovnováhy. Membránové procesy.
11. Difúzně separační procesy.
Destilace, absorpce, stripování, extrakce, adsorpce, membránové separace, loužení, chromatografie. Matematický popis zařízení a základní principy probíhajících dějů. Kontaktování fází. Patrové a výplňové kolony.
12. Soustava voda-vzduch, sušení, chlazení.
Vlhký vzduch. Nasycený vzduch. Absolutní vlhkost. Relativní vlhkost. Teplota vlhkého teploměru. Měření vlhkosti. Entalpie vlhkého vzduchu. Diagram vlhkého vzduchu. Vlhkost pevných a porézních materiálů. Rovnovážná vlhkost. Hnací síla sušení. Bilance sušení. Rychlost sušení. Sušárny. Vlhčení vzduchu. Chlazení vody vzduchem. Chladící věže.
13. Chemické reaktory.
Termodynamika chemických reakcí. Tepelný efekt chemické reakce. Gibbsova energie a termodynamická schůdnost. Rovnovážný stupeň přeměny. Izotermní a neizotermní reaktory. Vsádkové reaktory s proměnným objemem a tlakem. Reaktory s pístovým tokem pro reakce v kapalné a plynné fázi. Ideálně míchané reaktory. Polokontinuální reaktory. Optimální pracovní teplota. Adiabatické reaktory. Vícenásobné ustálené stavy.
14. Kinetika chemických reakcí.
Výzkum kinetiky chemických reakcí. Makrokinetické a mikrokinetické vlastnosti. Zásady návrhu laboratorního reaktoru. Metody zpracování kinetických dat. Zvětšování měřítka. Reálný tok. Metody diagnostiky hydrodynamiky toku v reálných reaktorech. Distribuce doby prodlení. Modely toku pro reálné trubkové reaktory - laminární a turbulentní tok, axiální disperze, kaskáda ideálních mísičů. Makrotekutina a mikrotekutina, segregační model.
15. Vícefázové reaktory.
Fázové rozhraní a přenos hmoty mezi fázemi (plyn-kapalina, kapalina-tuhá látka). Hydrodynamika vícefázových systémů. Režimy proudění. Přenos tepla v vícefázových reaktorech. Řízení teplotních gradientů mezi fázemi. Kinetika vícefázových reakcí. Návrh a optimalizace vícefázových reaktorů. Katalytické vícefázové reaktory