CILJ KOLEGIJA: Kolegij je namijenjen s ciljem dobivanja znanja iz osnova kemijskog reakcijskog inženjerstva na dodiplomskom studiju. Svrha kolegija je predočiti na jasan i sažet način osnove kemijskog reakcijskog inženjerstva.
IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. Tjedan
Uvod u sadržaj predmeta. Pojam procesnog prostora i kemijskog reaktora. Podjela reaktora. Primjeri na seminaru
2. Tjedan
Osnovni tipovi reaktora i pojam idealnog reaktora. Opće bilance mase, množine tvari topline. Primjeri na seminaru
3. Tjedan
Reaktorski modeli. Idealni kotlasti reaktor. Značajke i matematički model. Primjeri na seminaru
4. Tjedan
Idealni cijevni i protočni kotlasti reaktor (PKR). Značajke i matematički modeli. Primjeri na seminaru
5. Tjedan
Kemijska kinetika. Brzina reakcije. Definicije i osnovni pojmovi. Temperaturna zavisnost. Primjeri na seminaru
6. Tjedan
Pojam kinetičkog modela. Vrste modela. Kinetička analiza. Eksperimentalne metode.
7. Tjedan
Kinetika reakcija u homogenim sustavima. Pregled kinetičkih modela.
8. Tjedan
Kinetika reakcija u heterogenim sustavima. Prijenos tvari i topline uz kemijsku reakciju.
9. Tjedan
Kinetička područja. Među i unutar fazni prijenos tvari i topline.
10. Tjedan
Kinetika nekatalitičkih reakcija fluid krutina.
11. Tjedan
Kinetika reakcija plin kapljevina.
12. Tjedan
Izbor kinetičkog modela i procjena parametara. Integralna metoda analize na osnovi eksperimentalnih podataka.
13. Tjedan
Diferencijalna metoda i opća metoda (ID algoritam).
13. Tjedan
Neidealno strujanje i miješanje u kemijskim reaktorima.
RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Po odslušanim predavanjima odnosno nakon polaganja ispita, student će biti u mogućnosti da primjeni stečeno znanje pri rješavanju jednostavnijih problema u području kemijskog reakcijskog inženjerstva. Imati će potrebna znanja za praćenje i vođenje osnovnih tipova reaktora u industrijskim procesima.
OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
studenti su obavezni nazočiti predavanjima i seminarima
UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
80% nazočnost na predavanjima i seminarima
NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Auditorna predavanja i seminari
konzultacije prema potrebi
NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
- polaganje kolokvija tijekom semestra (oslobađanje od pismenog dijela ispita)
- usmeni ispit
NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa
METODIČKI PREDUVJETI:
Položeni ispiti iz kolegija Bilanca tvari i energije i Prijenos tvari i energije
ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. definirati procesne veličine i parametre kemijskog reaktora
2. izvesti kinetičke modele na osnovi fizičke slike procesa ili provedenog kinetičkog eksperimenta
3. razlikovati kinetiku reakcija u homogenim odnosno heterogenim sustavima
4. postaviti matematičke modele procesa s kemijskim reakcijama u različitim tipovima reaktora (kinetički i reaktorski model)
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
1. primijeniti kemijsko inženjersku metodologiju prilikom odabira reaktora za provedbu pojedinih tipova reakcija
2. primijeniti matematičke numeričke i analitičke metode prilikom procjene parametara kinetičkih modela
3. primijeniti stečena znanja na modeliranje i projektiranje kemijskih reaktora
4. primjenjivati matematičke metode, modele i tehnike u rješavanju oglednih primjera
NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA
1. Pojam procesnog prostora i kemijskog reaktora
Ishodi učenja:
- definiranje kemijskog reaktora kao osnovne jedinice kemijskog procesa
- definirati procesni prostor, granice sustava, te ulaznih i izlaznih veličina procesa
- postavljati bilance tvari i energije oglednih primjera
- definirati osnovnu podjelu i sistematizaciju kemijskih reaktora
Kriteriji vrednovanja
- razlikovati osnovne tipove kemijskih reaktora
- primijeniti zakon o očuvanju mase i postaviti bilance tvari zadanog procesa
2. Idealni tipovi reaktora i njihovi matematički modeli
Ishodi učenja:
- definirati reaktorski model idealnog kotlastog reaktora
- definirati reaktorski model idealnog protočno kotlastog reaktor
- definirati reaktorski model idealno cijevni reaktor
Kriteriji vrednovanja
- primijeniti značajke idealnog kotlastog reaktora prilikom izvođenja bilance tvari i topline
- primijeniti značajke idealnog protočno kotlastog reaktora prilikom izvođenja bilance tvari i topline
- primijeniti značajke idealnog cijevnog reaktora prilikom izvođenja bilance tvari i topline
3. Kinetički modeli reakcija u homogenim i heterogenim sustavima
Ishodi učenja:
- definirati zavisnost brzine reakcije o temperaturi
- definirati značajke kinetike reakcija u homogenim sustavima
- definirati značajke kinetike reakcija u heterogenim sustavima
Kriteriji vrednovanja
- razlikovati osnovne značajke kemijskih reakcija u homogenim odnosno heterogenim sustavima
- primijeniti Arrheniusovu zavisnost prilikom određivanja energije aktivacije provedenih kinetičkih eksperimenta
4. Osnovne grupe reaktora za provedbu reakcija u homogenim i heterogenim sustavima
Ishodi učenja:
- opisati reaktore za provedbu nekatalitičkih reakcija fluid krutina
- opisati reaktore za provedbu reakcija plin kapljevina
- opisati reaktore za provedbu katalitičkih reakcija uz krute katalizatore
Kriteriji vrednovanja
- primijeniti model jezgre ili model kontinuirane reakcije prilikom definiranja kinetike nekatalitičkih reakcija fluid krutina
- primijeniti Whitmanovu teoriju graničnog sloja prilikom absorpcije reaktanta iz plinske u kapljevitu fazu
- primijeniti kinetički model Hougen Watsona pri provedbi katalitičkih heterogenih reakcija
5. Eksperimentalne metode u kinetičkim istraživanjima
Ishodi učenja:
- definirati integralnu metodu procjene parametara kinetičkog modela
- definirati diferencijalnu metodu procjene parametara kinetičkog modela
- definirati izmijenjenu diferencijalnu metodu procjene parametara kinetičkog modela
- definirati kriterij slaganja eksperimentalnih podataka i izračunatih vrijednosti.
Kriteriji vrednovanja
- primijeniti različite numeričke metode procijene parametara ovisno o složenosti reakcijskog sustava (kinetičkog modela i eksperimentalnog reaktora)
- kritički odabrati najbolji kinetički model koji na osnovu kriterija srednjeg kvadratnog odstupanja opisuje provedeni kinetički eksperiment
6. Neidealno strujanje i miješanje u kemijskim reaktorima
Ishodi učenja:
- definirati krivulju raspodjele vremena zadržavanja
- definirati modele strujanja u kemijskim reaktorima
- definirati utjecaj kemijske reakcije na RVZ krivulje
Kriteriji vrednovanja
- razlikovati uzroke odstupanja od idealnog strujanja odnosno miješanja
- eksperimentalno odrediti RVZ krivulje
- primijeniti model strujanja aksijalnom disperzijom za opis odstupanja od idealnog strujanja u CR
|
- LITERATURA POTREBNA ZA POLAGANJE ISPITA:
Z. Gomzi, Kemijski reaktori, HINUS, Zagreb, 2009.
DOPUNSKA LITERATURA:
H. S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 2005.
O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, J. Wiley, N. Y. 1999.
G. F. Froment and K. B. Bischoff, Chemical Reactor Analysis and Design, J. Wiley, N. Y. 1988.
|
