CAD simulace procesů (FSI-KCD)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je příprava posluchače na praktickou činnost procesního inženýra. Posluchači budou seznámeni s možnostmi využití simulačního programu pro analýzu procesních a energetických systémů a jejich individuálních jednotek v takové míře, aby byli samostatně schopni namodelovat procesní linku a správně interpretovat získané výsledky. To vše s použitím profesionálního softwarového produktu pro podporu simulačních výpočtů ChemCad.
Výstupy studia a kompetence:
Posluchači budou schopni využít podpory simulačního softwaru ChemCad pro analýzu procesních a energetických jednotek a linek. Posluchači budou také schopni provést návrh hlavních rozměrů potrubních tras, výměníku tepla a destilačních kolon a vybrat vhodné čerpadlo pro zadaný proces a jeho podmínky. Důležitou částí bude rovněž schopnost správně interpretovat obdržené výsledky.
Prerekvizity:
Předpokládá se absolvování předmětu Tepelné pochody, Hydraulické pochody a předmět Inženýrská termodynamika.
Obsah předmětu (anotace):
Posluchači budou aplikovat získané znalosti s předmětu Tepelné pochody, Hydraulické pochody a Inženýrská termodynamika na konkrétní procesní jednotky a linky. Ty budou modelovány s využitím simulačního programu ChemCad. Modelovány budou zejména jednotky na přenos tepla, potrubní sítě, reaktory, spalovací zařízení a destilační kolony. Z těchto základních jednotek pak budou posluchači sestavovat složitější procesní linky. Důležitou částí bude rovněž správná interpretace obdržených výsledků.
Metody vyučování:
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Bude se jednat převážně o výpočtové záležitosti s důrazem na praktické (reálné) aplikace.
Způsob a kritéria hodnocení:
Předmět je zařazen mezi povinně volitelné předměty, neklasifikuje se. Jeho absolvování je potvrzeno udělením zápočtu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast ve cvičeních je povinná a kontrolovaná.
Zápočet bude udělen studentům, kteří se pravidelně účastnili výuky (pravidelná účast znamená účast alespoň ve třech čtvrtinách hodin, tj. 10 cvičení z celkových 13).
Typ (způsob) výuky:
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Co je to simulace procesních linek. Vliv termodynamického modelu na výsledek. Základy ovládání simulačního programu ChemCad.
2. Jednotka výměníku tepla a návrh tepelného výměníku pomocí sim. programu ChemCad.
3. Potrubní sítě. Návrh vhodného průměru potrubí, výpočet tlakové ztráty a návrh čerpadla pomocí programu ChemCad.
4. Chemické reaktory, spalování.
5. Simulace procesu čištění spalin.
6. Použití jednotek pro směsi (jednotka separátor a flash).
7. Simulace kondenzační stabilizační jednotky a návrh výměníku tepla.
8. Využití simulačního programu pro získání vlastností látek a směsí a určení destilační křivky.
9. Dvousložková destilace pomocí programu ChemCad.
10. Vícesložková destilace, určení průměru a výšky destilační kolony, určení tlakové ztráty, určení investičních a provozních nákladů.
11. Simulace spalovny odpadů.
12. Opakování probraného učiva na jednoduchých úlohách.
13. Závěrečný test.
Literatura - základní:
1. Finlayson B. A.; Introduction to Chemical Engineering Computing, John Wiley and Sons, Hoboken, 2006
2. 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. Babinec, F.: Aplikovaná fyzikální chemie,VUT Brno, 1981
5. Cengel, Y. A., Cimbala J.M.; Fluid mechanics: fundamentals and applications, 2nd edition, McGraw-Hill Higher Education, Boston, 2010
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá 3 Povinně volitelný 1 1 L
N-PRI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 3 Povinně volitelný 2 1 L