Detail předmětu

Procesní systémové inženýrství

FSI-DPI Ak. rok: 2022/2023 Letní semestr

Předmět seznamuje studenty se systémovým přístupem k navrhování a provozování velkých průmyslových jednotek (procesů) jako jsou například rafinérie, energetické zdroje, lihovary, cukrovary, cementárny či chemické a potravinářské výrobní závody. Předmět objasňuje mezioborový charakter procesního inženýrství, které propojuje jednotlivé úzké technické specializace. Předmět je koncipován tak, aby nezbytné technické informace, jež studenti získají v přednášce, byly v následném cvičení také hned prakticky aplikovány.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství

Výsledky učení předmětu

Kurs ukazuje, jak se v širokém okruhu průmyslových podniků využívají a jak spolu souvisí znalostí z mnoha předmětů obecného strojírenského studia. Studenti jsou seznámeni s tím, jak se tyto specializované obory vzájemně doplňují a jaké nástroje řešení se používají v jednotlivých fázích navrhování a provozování průmyslových procesů. Studenti získají zkušenost a přehled o praktických inženýrských přístupech, metodách, opatřeních a činnostech, jež procesní inženýr uplatňuje při návrhu a realizaci průmyslových výrobních procesů.

Prerekvizity

Předmět spojuje, navazuje a dává do praktických souvislostí základní znalosti získané ve většině předmětů předchozího bakalářského studia, zejména znalosti fyziky, základů konstruování, termomechaniky, matematiky a informatiky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek a cvičení. Přednášky mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny, tj. daného kroku návrhu či realizace průmyslového procesu. Cvičení jsou pak zaměřena na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu:
Aktivní účast ve cvičeních a úspěšné absolvování ověřovacího testu znalostí probraného učiva v průběhu semestru.

Zkouška:
Hodnocení probíhá ve dvou stupních:
- Písemné testy (bodově hodnocené). Pokud student obdrží v nejhorším případě známku „E“ z testu, postoupí k ústní zkoušce.
- Ústní zkouška: Studenti prokazují znalosti na základě porozumění problematice nikoliv pouhého memorování (vysvětlení principů s využitím prezentací z přednášek).

Učební cíle

Cílem předmětu je vysvětit mezioborový charakter procesního inženýrství, které propojuje jednotlivé úzké specializace. Na příkladu postupného řešení konkrétního průmyslového procesu se student během kurzu postupně seznámí s obecně platným konceptem řešení problému průmyslového provozu na různých úrovních – od koncepčního návrhu, komplexního hodnocení z pohledu energie, životního prostředí a ekonomiky až po řešení jednotkových operací pomocí příslušných aparátů resp. zařízení, ze kterých se proces skládá a konstrukčních detailů jednotlivých zařízení. Získané poznatky a tento způsob myšlení jsou uplatnitelné v celé řadě dalších oborů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výuka probíhá formou přednášek prezentovaných s vhodným prezentačním prostředkem (ppt) a formou cvičení. Výukové podklady dostávají studenti v elektronické podobě.
Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace STI: Základy strojního inženýrství, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova


  1. Úvod do problematiky aneb co je procesní inženýrství?

  2. Princip jednotkových operací a základní kroky návrhu a realizace procesu

  3. Klíčová zařízení výrobních procesů a principy jejich návrhu

  4. Princip systémového návrhu procesní výměny tepla a výběru dílčích zařízení

  5. Základy rozměrového návrhu dílčích zařízení procesního systému výměny tepla

  6. Základní provedení a výběr zařízení externích energetických zdrojů procesu

  7. Základy rozměrového návrhu potrubí a izolací

  8. Dispoziční návrh procesu a nosné ocelové konstrukce

  9. Základy tvarového a pevnostního dimenzování potrubí

  10. Základy výběru a návrhu dopravních strojů procesních tekutin

  11. Základy měření, regulace a řízení procesů

  12. Najíždění, provoz a odstavování procesu a troubleshooting

  13. Novinky a současné trendy v procesním inženýrství

Cvičení

13 hod., povinná

Osnova


  1. Zadání a představení procesu, který bude na cvičeních řešen

  2. Vliv vstupních dat na návrh řešeného procesu

  3. Návrh klíčového zařízení řešeného procesu

  4. Návrh systému procesní výměny tepla pro řešený proces

  5. Rozměrový návrh zařízení na výměnu tepla pro řešený proces

  6. Výběr zařízení externích energetických zdrojů pro řešený proces

  7. Návrh průměrů vybraných potrubí v řešeném procesu

  8. Kontrolní test znalostí. Dispoziční návrh řešeného procesu.

  9. Tvarové a pevnostní dimenzování vybraného potrubí v řešeném procesu

  10. Výběr a návrh čerpadla nástřiku pro řešený proces

  11. Návrh regulace vybraného zařízení řešeného procesu

  12. Určení chování vybraného zařízení v řešeném procesu při najíždění

  13. Souhrnná diskuse výsledků cvičení, zápočet a informace ke zkoušce