619-0814/01 – Reaktorové inženýrství (RI)

Garantující katedraKatedra fyzikální chemie a teorie technologických procesůKredity7
Garant předmětuprof. Ing. Lucie Obalová, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Lucie Obalová, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení2015/2016
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
OBA79 prof. Ing. Lucie Obalová, Ph.D.
PAC08 Ing. Kateřina Pacultová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je aplikace poznatků z chemické kinetiky, termodynamiky a hydrodynamiky, nauky o sdílení tepla a hmoty při navrhování a simulaci chemických reaktorů.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět Reaktorové inženýrství se zabírá problematikou kinetiky chemických reakcí v homogenních soustavách (kapalných a plynných), metodikou získávání a vyhodnocování kinetických údajů, základními modelovými představami izotermních a neizotermních chemických reaktorech, jejich návrhem a simulací, heterogenními reaktory a základními představami o neidealitách toku a jejich detekci.

Povinná literatura:

LEVENSPIEL, O. Teorie a výpočty chemických reaktorů. Praha: SNTL, 1967. HORÁK, J., PAŠEK, J. Navrhování průmyslových chemických reaktorů z laboratorních dat. Praha: SNTL, 1986.

Doporučená literatura:

KRAUS, M., SCHNEIDER, P., BERÁNEK, L. Chemická kinetika pro inženýry., Praha: SNTL, 1978.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky nejsou definovány.

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
619-0402 FCH Fyzikální chemie Doporučená
619-0813 PI Procesní inženýrství Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

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.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2014/2015 zimní semestr, platnost do: 2015/2016 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30 (30) 16
                Projekt Projekt 30  16
        Zkouška Zkouška 70 (70) 35
                Písemná zkouška Písemná zkouška 30  15
                Ústní zkouška Ústní zkouška 40  20
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2015/2016 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMMI 2015/2016 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI_N 2014/2015 prezenční čeština povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok