Detail předmětu
Navrhování procesních a energetických systémů
FSI-KNP Ak. rok: 2024/2025 Zimní semestr
Posluchači se praktickým a moderním způsobem seznámí s problematikou navrhování procesních a energetických systémů aktuálně používanou v projekčních inženýrských kancelářích. Z široké palety činností spadajících do oblasti navrhování procesních a energetických systémů je přitom pozornost přednášek a cvičení soustředěna na nejvýznamnější oblast a to na praktický technologický a rozměrový návrh procesních a energetických systémů a jejich zařízení se zřetelem jejich dopadu na životní prostředí. Konkrétně je pozornost zaměřena na postupy a nástroje potřebné pro navrhování procesních a energetických systémů ve fázi koncepčního návrhu a studie proveditelnosti a na postupy a nástroje pro navrhování procesních a energetických systémů ve fázi základního technologického a rozměrového návrhu systému a jednotlivých zařízení (basic design). Propojení teoretické i praktické části výuky bude zajištěno v maximální míře využitím podpory dostupných nejnovějších výukových verzí profesionálních softwarových systémů užívaných pro navrhování procesních a energetických systémů a zařízení (např. ChemCAD, HTRI, atd.).
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Základní znalosti z předmětů absolvovaných v předchozích dvou semestrech, zejména tepelných pochodů, hydraulických pochodů, inženýrské termodynamiky, energie a emise a konstrukce procesních zařízení.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Předpoklady pro udělení zápočtu:
Povinná a aktivní účast ve cvičeních a porozumění problematice přednášené v kursu.
Zkouška:
Hodnocení probíhá ve dvou stupních:
1. Písemná část: Písemné testy (bodově hodnocené). Pokud student obdrží v nejhorším případě známku „E“ z testu, postoupí k ústní zkoušce.
2. Ústní část: v návaznosti na výsledky testu prokazují studenti související teoretické znalosti z oblasti navrhování formou odborné rozpravy s vyučujícím, z níž vyplyne výsledné hodnocení studenta.
Výuka je situovaná v počítačové učebně.
Teoretický výklad je kombinován s praktickými ukázkami řešení dílčích úloh na počítači.
Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná.
Učební cíle
Cílem předmětu je naučit studenty praktickému technologickému a rozměrovému návrhu zásadních procesních a energetických systémů a zařízení, jež dominantním způsobem zajišťují a ovlivňují funkci procesních a energetických výrobních provozů. Jde především o návrh systémů a zařízení na výměnu tepla a hmoty s praktickým a efektivním využitím současných moderních profesionálních softwarových produktů aktuálně používaných v projekčních kancelářích pro podporu těchto návrhových činností.
1. Základní přehled o rozsahu projekční činnosti procesního inženýra se zaměřením na techniky, metody a nástroje pro navrhování procesních a energetických systémů a jejich jednotlivých zařízení.
2. Osvojení využívání profesionálních softwarových systémů pro navrhování a související odbornou činnost procesního inženýra.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-PRI-P: Procesní inženýrství, magisterský navazující, povinný
Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
specializace CZS: Předměty zimního semestru, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Úvod do problematiky návrhu procesních a energetických systémů a zařízení (stupně návrhu, příklady technologií, nástroje pro navrhování, softwary), návrh výměníku tepla typu trubka v trubce.
- Navrhování trubkových výměníků tepla s přepážkovými systémy.
- Navrhování základních typů deskových výměníků tepla.
- Uvažování provozních aspektů procesních a energetických zařízení (zanášení, ztráty tepla) při jejich navrhování.
- Úvod do navrhování spalovacích zařízení pro procesy a energetiku.
- Koncepční fáze návrhu spalovacích zařízení pro procesy a energetiku.
- Rozměrový návrh vodních a parních kotlů.
- Integrovaný návrh procesních zařízení a trend moderních integrovaných zařízení
- Navrhování míchaných zařízení s výměnou tepla.
- Zohledňování vlivu distribuce pracovních látek při návrhu procesních a energetických zařízeních.
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Úvodní praktická aplikace základních rovnic – návrh trubkového výměníku tepla bez a se softwarovou podporou.
- Návrh trubkového výměníku tepla se segmentovými přepážkami se softwarovou podporou.
- Navrhování deskových výměníků tepla bez a se softwarovou podporou
- Výpočtové příklady na zohlednění zanášení a ztráty tepla při návrhu zařízení
- Tepelný návrh kondenzátoru se softwarovou podporou.
- Bilanční a tepelný návrh procesní odparky.
- Návrh žárotrubného kotle I. – výpočet spalování paliva bez a se softwarovou podporou
- Návrh žárotrubného kotle II. – koncepční rozvržení tepelného výkonu na jednotlivé části kotle.
- Návrh žárotrubného kotle III. – rozměrový návrh plamencové komory a konvekčních tahů.
- Návrh žárotrubného kotle IV. – aerodynamický výpočet a návrh komína.
- Integrovaný návrh tepelného zařízení regeneračního typu.
- Tepelný návrh ohřívané míchané nádoby.
- Výpočtové příklady na zohlednění vlivu distribuce pracovní látky při návrhu zařízení, zápočet.