651-0970/02 – Vícefázová hydrodynamika (VFH)
| Garantující katedra | Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů | Kredity | 10 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Marek Večeř, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Marek Večeř, Ph.D. |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | doktorské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
- Rozumí vztahu struktury disperzí k projevům jejich makroskopického chování.
- Zná veličiny, charakterizující velikost částic a interakce částic s okolním prostředím.
- Dovede posoudit možnosti studovat vícefázovou směs jako kontinuum.
- Dovede formulovat hydrodynamické podmínky na fázovém rozhraní.
- Zná principy řešení rovnic pohybu dvoufázové soustavy.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Anotace
Vícefázová hydrodynamika - předmět se týká obecného úvodu do vědní oblasti poměrně obtížné, hydrodynamiky vícefázových soustav.
Jedná se tedy o proudění tekutin (kapalin a plynů), které v sobě obsahují rozptýlené částice nějaké další fáze (např. jiného skupenství).
Jde např. o tyto soustavy: bubliny plynu v kapalině (probublávané kolony), kapky oleje ve vodě (extrakce), tuhé částice v kapalině (sedimentace) nebo kapky v plynu (aerosoly), tuhé částice v plynu (fluidace, aerosoly).
V rámci předmětu bude podán ucelený přehled problematiky a pro detailní studium budou vybrána konkrétní témata dle předchozí průpravy studenta zaměření disertační práce.
Povinná literatura:
CLIFT, R., GRACE, J.R., WEBER, M.E. Bubbles, drops and particles. New York: Academic Press, 1978 (též Dover 2005).
BRENNEN, C.E. Fundamentals of multiphase flow. Cambridge University Press, 2005.
Doporučená literatura:
Sir Horace LAMB, A treatise on the mathematical theory of the motion of fluids. Cambridge: The University Press, 1879.
REYNOLDS, O., An experimental investigation of the circumstances which determine whether the motion of water in parallel channels shall be direct or sinuous and of the law of resistance in parallel channels. Philos. Trans. 174, 935-982, 1883.
VALENTIN, F.H.H. Absorption in gas-liquid dispersions: some aspects of bubble technology. London: E.&F.N. SPON Ltd., 1967.
KAŠTÁNEK, F., ZAHRADNÍK, J., KRATOCHVÍL, J., ČERMÁK, J. Chemical reactors for gas-liquid systems. Chichester, UK: Ellis Horwood, 1993.
KOLEV, N.I. Multiphase flow dynamics, vol. 1-5. Berlin: Springer, 2002-2005.
AZZOPARDI, B.J., MUDDE, R.F., LO, S., MORVAN, H., YAN, Y.Y., ZHAO, D. Hydrodynamics of gas-liquid reactors. Chichester, UK: John Wiley, 2011.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Ústní zkouška.
E-learning
Další požadavky na studenta
Budou upřesněny dle tématu disertační práce.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Vícefázové tekuté soustavy.
Materiálové inženýrství vícefázových disperzí. Reologie, přenos tepla.
Charakterizace fázových rozhraní. Mezifázové napětí. Silové interakce.
Zeta potenciál. Příprava disperzí, stabilita disperzí.
Hodnocení disperzí, distribuce velikosti částic.
Pohled na disperze jako na pseudokontinuum. Nenewtonské kapaliny. Viskometrické toky.
Bilance hybnosti nenewtonských kapalin. Příklady řešení.
Dynamika disperzí pevných částic. Suspendace, fluidace, flokulace.
Dynamika jednotlivých bublin a kapek. Probublávaná vrstva, pěny, emulze, krémy.
Tvorba bublin a kapek. Vlny na rozhraní. Štěpení a koalescence. Rovnováha sil na fázovém rozhraní.
Matematické modelování hydrodynamiky dvoufázových soustav.
Mikrodisperze, nanodisperze, makromolekulární soustavy.
Viskoelesticita, viskoplasticita.
Vícefázové reaktory.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.