Detail předmětu
Bilancování procesních a energetických systémů
FSI-KBP Ak. rok: 2018/2019 Zimní semestr
Předmět posluchačům představí problematiku bilancování procesních a energetických systémů. Studenti si osvojí použití bilanční rovnice zákona zachování hmoty a energie na pestré paletě procesů:
• Procesy v ustáleném stavu
• Procesy jednosložkové i vícesložkové
• Procesy s chemickými reakcemi
• Procesy závislé na čase.
Pro řešení bilancí předmět poskytne analytické i numerické metody, v jejichž používání se studenti procvičí na řadě praktických příkladů. Důraz bude kladen na počítačovou implementaci postupů s využitím běžně dostupného SW MS Excel.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Posluchači se naučí, že bilancování je obecná metoda práce se zákony zachování hmoty, energie či látky. Osvojí si systematický přístup k analýze bilancovaného schématu. Naučí se, jak bilancování aplikovat pro matematický popis různých typů procesů. Studenti se dále naučí řešit bilanční rovnice v probíraných typech procesů.
Prerekvizity
Předpokládají se znalosti z bakalářského studia matematiky, fyziky a termomechaniky.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie, vysvětlení metod řešení a předvedení postupů řešení. Přednášky zahrnují ukázkové příklady, řešené interaktivně se studenty, s důrazem na pochopení probírané látky. Průběžně je do přednášek zahrnuto opakování nejdůležitějších prerekvizit, nutných pro zvládnutí tématu.
Cvičení je zaměřeno na procvičování a práci v softwarových nástrojích.
Způsob a kritéria hodnocení
ZÁPOČET: Pro udělení zápočtu je nutná pravidelná a aktivní účast ve cvičeních, dodání všech zadaných úkolů a úspěšné zvládnutí písemných testů. Kritériem úspěšného získání zápočtu je nadpoloviční počet bodů z průběžných písemných testů.
ZKOUŠKA: Zkouška je písemná. Hodnocení bude provedeno standardním způsobem podle procenta dosažených bodů (0-50%…F, 51-60%…E, 61-70%…D, 71-80%…C, 81-90%…B, 91-100%…A).
Jazyk výuky
čeština
Cíl
Cílem předmětu je připravení studentů na efektivní používání bilancování jako základního nástroje procesního inženýra. Předmět současně zdůrazní provázanost znalostí z dalších vybraných předmětů oboru.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Podmínkou udělení zápočtu je pravidelná účast ve výuce (To znamená maximálně 3 neúčasti ve cvičení). Účast na přednáškách není kontrolovaná, nicméně splnění úkolů ve cvičeních vyžaduje znalosti z přednášek.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program M2I-P: Strojní inženýrství, magisterský navazující
obor M-PRI: Procesní inženýrství, 5 kredity, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. týden: Klasifikace bilancí a základní pojmy
2. týden: Hmotnostní bilance systému v ustáleném stavu (bez chemické reakce a s chemickou reakcí)
3. týden: Energetická bilance ustáleného systému (jednosložkové systémy, bez chemické reakce)
4. týden: Postupy výpočtu toku energie vybraných procesních proudů
5. týden: Energetická bilance ustáleného systému (vícesložkové systémy, s chemickou reakcí)
6. týden: Úvod do ekonomického hodnocení projektů v předinvestiční fázi
7. týden: Obecný úvod do optimalizace (lineární a nelineární úlohy, metoda nejmenších čtverců, grafická metoda)
8. týden: Bilance úloh s recyklem či obtokem; potrubní sítě
9. týden: Bilancování na základě provozních dat (přeurčený systém)
10. týden: Bilance procesu závislého na čase (obyčejné diferenciální rovnice 1. řádu, analytické a numerické řešení)
11. týden: Bilance procesu závislého na čase (obyčejné diferenciální rovnice vyššího řádu, převod na soustavu rovnic 1. řádu, numerické řešení)
12. týden: Počítačová implementace algoritmů pro řešení bilance
13. týden: Pokročilé aplikace a pokročilé metody bilancování (procesy závislé na čase a prostoru)
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
Cvičení s počítačovou podporou. Řešení úloh k přednášeným tématům, na základě informací z přednášek.