Akademický rok 2021/2022 |
Garant: | doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. | |||
Garantující pracoviště: | ÚPI | |||
Jazyk výuky: | čeština | |||
Cíle předmětu: | ||||
Cílem předmětu je naučit studenty praktickému technologickému a rozměrovému návrhu zásadních procesních a energetických systémů a zařízení, jež dominantním způsobem zajišťují a ovlivňují funkci procesních a energetických výrobních provozů. Jde především o návrh systémů a zařízení na výměnu tepla a hmoty s praktickým a efektivním využitím současných moderních profesionálních softwarových produktů aktuálně používaných v projekčních kancelářích pro podporu těchto návrhových činností. |
||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
1. Základní přehled o rozsahu projekční činnosti procesního inženýra se zaměřením na techniky, metody a nástroje pro navrhování procesních a energetických systémů a jejich jednotlivých zařízení. 2. Osvojení využívání profesionálních softwarových systémů pro navrhování a související odbornou činnost procesního inženýra. |
||||
Prerekvizity: | ||||
Základní znalosti z předmětů absolvovaných v předchozích dvou semestrech, zejména tepelných pochodů, hydraulických pochodů, inženýrské termodynamiky, energie a emise a konstrukce procesních zařízení. |
||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Posluchači se praktickým a moderním způsobem seznámí s problematikou navrhování procesních a energetických systémů aktuálně používanou v projekčních inženýrských kancelářích. Z široké palety činností spadajících do oblasti navrhování procesních a energetických systémů je přitom pozornost přednášek a cvičení soustředěna na nejvýznamnější oblast a to na praktický technologický a rozměrový návrh procesních a energetických systémů a jejich zařízení se zřetelem jejich dopadu na životní prostředí. Konkrétně je pozornost zaměřena na postupy a nástroje potřebné pro navrhování procesních a energetických systémů ve fázi koncepčního návrhu a studie proveditelnosti a na postupy a nástroje pro navrhování procesních a energetických systémů ve fázi základního technologického a rozměrového návrhu systému a jednotlivých zařízení (basic design). Propojení teoretické i praktické části výuky bude zajištěno v maximální míře využitím podpory dostupných nejnovějších výukových verzí profesionálních softwarových systémů užívaných pro navrhování procesních a energetických systémů a zařízení (např. ChemCAD, HTRI, GateCycle, atd.). | ||||
Metody vyučování: | ||||
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů, teorie a praktických ukázek dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Předpoklady pro udělení zápočtu: Povinná a aktivní účast ve cvičeních a porozumění problematice přednášené v kursu a vypracování semestrální práce. Zkouška: Hodnocení probíhá ve dvou stupních: 1. Písemná část: Písemné testy (bodově hodnocené) a hodnocení semestrální práce. Pokud student obdrží v nejhorším případě známku „E“ z testu i semestrální práce, postoupí k ústní zkoušce. 2. Ústní část: v návaznosti na výsledky testu prokazují studenti související teoretické znalosti z oblasti navrhování formou odborné rozpravy s vyučujícím, z níž vyplyne výsledné hodnocení studenta. |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Výuka je situovaná v počítačové učebně. Teoretický výklad je kombinován s praktickými ukázkami řešení dílčích úloh na počítači. Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná. |
||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 2 hod. | nepovinná | ||
Cvičení s počítačovou podporou | 13 × 2 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | 1. Úvod do návrhu procesních a energetických systémů a zařízení (stupně návrhu, příklady technologií, nástroje pro navrhování, softwary). 2. Navrhování trubkových výměníků tepla s přepážkovými systémy. 3. Navrhování deskových výměníků tepla s hladkými deskami. 4. Navrhování deskových výměníků tepla s profilovanými deskami. 5. Úvod do rektifikace binárních směsí. 6. Navrhování zařízení pro kontakt plynů a kapalin. 7. Navrhování rektifikačních a absorpčních kolon. 8. Navrhování zařízení pro separaci vícesložkových směsí. 9. Navrhování tepelných zařízení se změnou fáze pracovních látek. 10. Spalovací zařízení pro procesy a energetiku – koncepční návrh zařízení. 11. Spalovací zařízení pro procesy a energetiku – rozměrový návrh zařízení. 12. Najíždění, provoz a regulace vybraných procesních a energetických zařízení. 13. Tepelné ztráty procesních a energetických zařízeních a navrhování izolace. |
|||
Cvičení s počítačovou podporou | 1. Představení koncepce cvičení, popis řešeného procesu a sestavení jeho výpočtového schématu v softwaru ChemCad. 2. Simulační výpočet procesu v softwaru ChemCad, úvod do softwaru HTRI. 3. Návrh trubkového výměníku tepla se segmentovými přepážkami v softwaru HTRI pro řešený proces. 4. Návrh deskového výměníku tepla s profilovanými deskami v softwaru HTRI pro řešený proces. 5. První část návrhu systému rektifikačních kolon pro separaci třísložkové směsi v softwaru ChemCad. 6. Druhá část návrhu systému rektifikačních kolon pro separaci třísložkové směsi v softwaru ChemCad. 7. Třetí část návrhu systému rektifikačních kolon pro separaci třísložkové směsi v softwaru ChemCad. 8. Dokončení návrhu systému rektifikačních kolon pro separaci třísložkové směsi v softwaru ChemCad. 9. Návrh reboileru nebo kondenzátoru v softwaru HTRI pro řešený proces. 10. Úvod do softwaru GateCycle a sestavení modelu energetického systému. 11. Výpočtová simulace energetického systému v softwaru GateCycle. 12. Návrh ekonomizéru parního kotle v softwaru HTRI pro energetický systém. 13. Odevzdání samostatných semestrálních prací. Vyhodnocení, zápočet. |
|||
Literatura - základní: | ||||
3. VDI-Heat Atlas, 2nd edition, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010 | ||||
4. Cengel, Y. A., Cimbala J.M.; Fluid mechanics: fundamentals and applications, 2nd edition, McGraw-Hill Higher Education, Boston, 2010 | ||||
5. Finlayson B. A.; Introduction to Chemical Engineering Computing, John Wiley and Sons, Hoboken, 2006 | ||||
6. White R. E., Subramanian V. R.; Computational Methods in Chemical Engineering with Maple, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010 | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
2. VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen Editor: VDI-Heat Atlas, 2nd. edition, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010. | ||||
3. Green, D., W., Perry, R., H., CHEMICAL ENGINEERS´ HANDBOOK, 8 th editon, Mc Graw-Hill International Editions, Chemical Engineering Series,New York, 2007 | ||||
4. Kizlink, J.: Technologie chemických látek I. a II. díl, VUT Brno, 2001 | ||||
5. Stehlík, P.: Termofyzikální vlastnosti, VUT Brno, 1992 |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
N-PRI-P | prezenční studium | --- bez specializace | -- | zá,zk | 5 | Povinný | 2 | 2 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile