Detail předmětu

Navrhování procesních a energetických systémů

FSI-KNPAk. rok: 2026/2027

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

Příslušnost k typu studijního programu

magisterský navazující

Garant předmětu

prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

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.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

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.

Základní literatura

KLEIBER, Michael. Process Engineering. 2nd ed. Berlin: De Gruyter, 2020.
SEIDER W. D., LEWIN D. R., SEADER J. D., WIDAGO S., GANI R., NG K. M., Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Evaluation, Fourth Edition, New York: John Wiley & Sons Inc., 2017.
STEPHAN, Peter, ed. VDI Heat Atlas. 2nd. edition, Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2010.

Doporučená literatura

 GREEN, Don W. and Marylee Z. SOUTHARD, eds. Perry's Chemical Engineers' Handbook. 9th ed. New York: McGraw-Hill, 2018.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-PRI-P magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CZS , 1 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.

Osnova

  1. 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.
  2. Navrhování trubkových výměníků tepla s přepážkovými systémy.
  3. Navrhování základních typů deskových výměníků tepla.
  4. Uvažování provozních aspektů procesních a energetických zařízení (zanášení, ztráty tepla) při jejich navrhování.
  5. Navrhování zařízení na výměnu tepla se změnou fáze jedné pracovní látky.
  6. Navrhování procesních a energetických zařízení na výměnu tepla se změnou fáze obou pracovních látek.
  7. Úvod do navrhování spalovacích zařízení pro procesy a energetiku.
  8. Koncepční fáze návrhu spalovacích zařízení pro procesy a energetiku.
  9. Rozměrový návrh procesních trubkových pecí.
  10. Rozměrový návrh vodních a parních kotlů.
  11. Integrovaný návrh procesních zařízení a trend moderních integrovaných zařízení
  12. Navrhování míchaných zařízení s výměnou tepla.
  13. Zohledňování vlivu distribuce pracovních látek při návrhu procesních a energetických zařízeních.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Ján Daxner, Ph.D.
Ing. Jan Zabloudil

Osnova

  1. Úvodní praktická aplikace základních rovnic – návrh trubkového výměníku tepla bez a se softwarovou podporou.
  2. Návrh trubkového výměníku tepla se segmentovými přepážkami se softwarovou podporou.
  3. Navrhování deskových výměníků tepla bez a se softwarovou podporou
  4. Výpočtové příklady na zohlednění zanášení a ztráty tepla při návrhu zařízení
  5. Tepelný návrh kondenzátoru se softwarovou podporou.
  6. Bilanční a tepelný návrh procesní odparky.
  7. Návrh žárotrubného kotle I. - výpočet spalování paliva bez a se softwarovou podporou
  8. Návrh žárotrubného kotle II. – koncepční rozvržení tepelného výkonu na jednotlivé části kotle.
  9. Návrh žárotrubného kotle III. – rozměrový návrh plamencové komory a konvekčních tahů.
  10. Návrh žárotrubného kotle IV. – aerodynamický výpočet a návrh komína.
  11. Integrovaný návrh tepelného zařízení regeneračního typu.
  12. Tepelný návrh ohřívané míchané nádoby.
  13. Výpočtové příklady na zohlednění vlivu distribuce pracovní látky při návrhu zařízení, zápočet.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz