|
Vyučující
|
-
Mrkvičková Simona, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1) Úvod do materiálových bilancí - význam v technologii a udržitelnosti, pojmy, cíle 2) Zákon zachování hmotnosti, definice systémů (otevřený, uzavřený, izolovaný), rovnováha hmoty 3) Typy materiálových toků - suroviny, produkty, vedlejší produkty, odpady 4) Bilance bez chemické reakce - směšování a rozdělování proudů, výpočty 5) Bilance s chemickou reakcí I - stechiometrie, výtěžky, konverze 6) Bilance s chemickou reakcí II - vícestupňové procesy, více reakcí, paralelní a sériové reakce 7) Recyklace, bypass, purge - principy recirkulace, výpočty smyček 8) Složkové bilance - výpočty více složek v systému, tabulkový přístup 9) Bilance při fázových změnách - výpary, kondenzace, sušení, destilace 10) Analýza vstupů a výstupů - zpětná bilance, optimalizace materiálových toků 11) Bilance v cirkulární ekonomice - případové studie (recyklace, opětovné použití) 12) Environmentální bilance - LCA, uhlíková stopa, E-faktor, materiálová intenzita 13) Týmová práce - praktická bilanční úloha: zadání, návrh řešení, kalkulace 14) Prezentace týmových projektů, diskuze a shrnutí
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednášení, Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Laborování
- Účast na výuce
- 84 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 40 hodin za semestr
- Příprava na zápočet
- 26 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Popsat základní principy hmotnostních a energetických bilancí používaných v technologických a environmentálních systémech. |
| Popsat základní principy hmotnostních a energetických bilancí používaných v technologických a environmentálních systémech. |
| Rozumět fyzikálním a chemickým zákonitostem, které tvoří základ bilančních výpočtů. |
| Rozumět fyzikálním a chemickým zákonitostem, které tvoří základ bilančních výpočtů. |
| Chápat souvislosti mezi bilančními výpočty a environmentálními dopady procesů, včetně jejich propojení s principy udržitelného rozvoje a cirkulární ekonomiky. |
| Chápat souvislosti mezi bilančními výpočty a environmentálními dopady procesů, včetně jejich propojení s principy udržitelného rozvoje a cirkulární ekonomiky. |
| Orientovat se v typických jednotkových operacích a jejich vlivu na materiálové a energetické toky v rámci technologických procesů. |
| Orientovat se v typických jednotkových operacích a jejich vlivu na materiálové a energetické toky v rámci technologických procesů. |
| Znát základní terminologii a pojmy z oblasti udržitelného inženýrství, jako jsou uhlíková stopa, ekologická efektivita, materiálová náročnost nebo energetická účinnost. |
| Znát základní terminologii a pojmy z oblasti udržitelného inženýrství, jako jsou uhlíková stopa, ekologická efektivita, materiálová náročnost nebo energetická účinnost. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Vytvořit materiálovou bilanci pro jednoduchý i komplexní technologický proces. |
| Vytvořit materiálovou bilanci pro jednoduchý i komplexní technologický proces. |
| Pracovat s jednotkami, molárními a hmotnostními toky, koncentracemi a výtěžky. |
| Pracovat s jednotkami, molárními a hmotnostními toky, koncentracemi a výtěžky. |
| Analyzovat spotřebu surovin a produkci odpadů v kontextu udržitelnosti a navrhovat zlepšení. |
| Analyzovat spotřebu surovin a produkci odpadů v kontextu udržitelnosti a navrhovat zlepšení. |
| Interpretovat výsledky bilančních výpočtů v kontextu environmentálních dopadů a udržitelnosti daného řešení. |
| Interpretovat výsledky bilančních výpočtů v kontextu environmentálních dopadů a udržitelnosti daného řešení. |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| vypočítat materiálovou bilanci jednoduchého procesu s několika vstupy a výstupy |
| vypočítat materiálovou bilanci jednoduchého procesu s několika vstupy a výstupy |
| přepočítat koncentrace (např. objemovou na hmotnostní nebo molární a naopak) |
| přepočítat koncentrace (např. objemovou na hmotnostní nebo molární a naopak) |
| přepočítat složité jednotky (i anglosaské) na základní používající SI jednotky |
| přepočítat složité jednotky (i anglosaské) na základní používající SI jednotky |
| vypočítat průměr potrubí, hmotnostní a objemový průtok při použití Bernoulliho rovnice a Kármánových postupů |
| vypočítat průměr potrubí, hmotnostní a objemový průtok při použití Bernoulliho rovnice a Kármánových postupů |
| vypočítat součinitel přestupu tepla pro nejrůznější geometrie a případy |
| vypočítat součinitel přestupu tepla pro nejrůznější geometrie a případy |
| vypočítat prostup tepla složenou deskou a trubkou |
| vypočítat prostup tepla složenou deskou a trubkou |
| Odborné dovednosti |
|---|
| změřit a vyhodnotit laminární a turbulentní proudění při zvyšujícím se průtoku tekutiny |
| změřit a vyhodnotit laminární a turbulentní proudění při zvyšujícím se průtoku tekutiny |
| změřit a vyhodnotit charakteristiku čerpadla |
| změřit a vyhodnotit charakteristiku čerpadla |
| změřit a vyhodnotit entalpickou bilanci výměníku tepla |
| změřit a vyhodnotit entalpickou bilanci výměníku tepla |
| změřit a rozdělit sušící křivku na jednotlivá období |
| změřit a rozdělit sušící křivku na jednotlivá období |
| změřit tepelnou vodivost materiálu nestacionární metodou |
| změřit tepelnou vodivost materiálu nestacionární metodou |
| provést destilaci směsi 2 kapalin s vyhodnocením koncentrací parní a kapalné fáze |
| provést destilaci směsi 2 kapalin s vyhodnocením koncentrací parní a kapalné fáze |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming) |
| Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming) |
| Exkurze |
| Exkurze |
| E-learning |
| E-learning |
| Praktické procvičování |
| Praktické procvičování |
| Metody písemných akcí (např. u souborných zkoušek, klauzur) |
| Metody písemných akcí (např. u souborných zkoušek, klauzur) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Exkurze |
| Exkurze |
| Praktické procvičování |
| Praktické procvičování |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Známkou |
| Známkou |
| Písemná zkouška |
| Písemná zkouška |
| Rozbor produktů pracovní činnosti studenta (technické práce) |
| Rozbor produktů pracovní činnosti studenta (technické práce) |
|
Doporučená literatura
|
-
Hasal P, Schreiber I, Šnita D. Chemické inženýrství I. Praha, 2007. ISBN 978-80-7080-002-7.
-
Míka, V. a kol. Chemické inženýrství 1A, 1B. Praha : VŠCHT, 1996. ISBN 80-7080-164-6.
-
Míka, V. a kol. Chemickoinženýrské výpočty I, II. Praha: VŠCHT, 1996. ISBN 80-7080-255-3.
-
Oldřich Holeček. Chemicko-inženýrské tabulky. Praha, 2007. ISBN 978-80-7080-444-5.
-
Schreiberová, L. Chemické inženýrství I.. Praha, 2011. ISBN 978-80-7080-778-1.
-
ŠNITA, D. a kol. Chemické inženýrství I,. Praha, 2005. ISBN 80-7080-589-7.
-
Yamaguchi, Hiroshi. Engineering fluid mechanics. Dordrecht : Springer, 2008. ISBN 978-1-4020-6741-9.
|