651-2039/01 – Bilance (B)
| Garantující katedra | Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů | Kredity | 3 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Marek Večeř, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Marek Večeř, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cíle předmětu: vysvětlit základní principy bilancování hmoty a energie při popisu technologických procesů. Ukázat praktické postupy při bilancování složitějších systémů s využitím automatizovaných výpočtů.
Získané znalosti: stechiometrické výpočty, materiálové bilance jednoduchých procesů jednostupňových (mísič, separátor, krystalizátor) i vícestupňových (příprava roztoku + úprava koncentrace, recykl, by-pas).
Získané dovednosti: používat a převádět hodnoty veličin v jednotkách založených na soustavě SI, vyjadřovat složení sloučenin a směsí různými způsoby a vzájemně je přepočítat, stechiometrické výpočty (výpočet množství reaktantů / produktů, složení reakční směsi) včetně aplikace konverze, výtěžku či ztrát, základy bilancí energie v jednoduchých procesech.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Předmět je zaměřen na praktické zvládnutí základních chemicko-inženýrských výpočtů nutných pro absolvování laboratorních cvičení a dalších navazujících kursů. Jeho obsahem jsou mj. výpočty založené na stechiometrii chemických reakcí (množství reaktantů a produktů), vyjadřování a přepočty složení směsí, výpočty založené na stavové rovnici ideálního plynu a materiálové bilance jednoduchých procesů (separátor, mísič aj.) i procesů složitějších složených z více jednotek. Je vysvětlen princip bilancí energií v kontextu praktických příkladů. Soustavně je procvičováno látkové a energetické bilancování procesů na jednoduchých příkladech tak aby byly upevněny základní principy před masivním využitím výpočetní techniky.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Klasifikovaný zápočet.
E-learning
Další požadavky na studenta
Vypracovat 4 semestrální výpočtové projekty.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Základní fyzikální a chemické veličiny. Jednotky, rozměry, přepočty. Počítání s nepřesnými hodnotami.
2. Směsi a vyjadřování jejich složení. Různá vyjádření složení a vzájemné přepočty. Složení sloučenin. Určení stechiometrického vzorce ze složení. Hmotnostní zlomek prvku ve směsi sloučenin.
3. Příprava a separace směsí. Nečistoty, příměsi. Základy materiálových bilancí bez chemické reakce. Bilanční schéma, proudy a složky. Matice zadání. Řešení jednoduchých bilančních úloh (směšování roztoků, separátor aj.). Bilanční rovnice a dodatečné vztahy.
4. Nasycené roztoky. Krystalizace. Výtěžek.
5. Úloha hmoty a chemická reakce. Zákon zachování. Konverze. Výtěžek. Nedostatek a přebytek reaktantu. Ztráty. Klíčová složka. Základy stechiometrických výpočtů.
6. Ideální plyn. Vztahy mezi hmotností a objemem v plynném skupenství. Standartní podmínky. Plynné směsi. Parciální tlak. Objem čisté složky. Daltonův zákon. Amagatův zákon. Průměrná molekulová hmotnost. Hustota směsi. Reálný plyn.
7. Tlak nasycených par. Vliv teploty na tlak par. Hausbrandtův diagram.
8. Složitější bilanční systémy - vícekrokové procesy. Zpětný proud a By-pas.
9. TEST 1
10. Složitější stechiometrické výpočty (více reakcí, různé skupenství reaktantů / produktů, výpočet složení reakční směsi aj.).
11. Psychometrie, Vlhkost, suchý a vlhký vzduch.
12. Bilance energie. Standartní stav. Tepelná kapacita. Slučovací teplo. Spalné teplo. Reakční teplo. Směšovací teplo. Hessův zákon. Teplota adiabatické reakce. Teoretická teplota plamene.
13. Kombinované bilance hmoty a energie. Bilance neustálených stavů
14. TEST 2
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.