Hemijske i biohemijske operacije i aparati
ID: 0301nosilac predmeta: Radić B. Dejan
nivo studija: master akademske studije
ESPB: 6
oblik završnog ispita: pismeni+usmeni
katedra: procesna tehnika
cilj
Cilj predmeta je da studenti steknu saznanja o teoriji kinetike i dinamike fizičko-hemijskih transformacija u toku odvijanja različitih tehnoloških procesa. Posebno se razmatra uticaj procesnih parametra na ostvarivanje uslova hemijske ravnoteže. Upoznavanje sa osnovnim modelima hemijskih reaktora, tipovima hemijskih reakcija i reaktora i jednačinama materijalnog i toplotnog bilansa studentima pruža osnov za samostalno projektovanje tehnologija i sistema procesne industrije.ishod
Savladavanjem studijskog programa student stiče neophodna znanja za razumevanje kinetike hemijskih reakcija i ovladava metodologijom proračuna hemijskih procesa i reaktora. Upoznavanje se osnovnim modelima hemijskih reaktora i jednačinama materijalnog i toplotnog bilansa treba da omogući studentu da samostalno analizira realne procese, odnosno da primenom inženjerskih i naučnih metoda bude u stanju da projektuje procese i postrojenja.sadržaj teorijske nastave
Klasifikacija hemijskih reakcija. Mehanizmi složenih hemijskih reakcija. Hemiska ravnoteža. Konstante hemijske ravnoteže. Uticaj procesnih parametara na položaj hemijske ravnoteže i tok hemijske reakcije. Materijalni bilans hemijskih reakcija. Energetski bilans hemijskih reakcija. Energija veze. Entalpija reakcija. Entropija reakcija. Slobodna energija reakcija. Vreme poluraspada. Stepen reagovanja.Kinetička jednačina hemijske reakcije. Brzina hemijske rakcije. Red hemijske reakcije. Uvod u projektovanje heterogenih reakcionih sistema. Konstanta brzine složenih reakcija. Klasifikacija i modeli hemijskih reaktora. Idealni hemijski reaktori. Materijalni i toplotni bilans reaktora. Šaržni reaktori. Kontinualni hemijski reaktori sa idealnim mešanjem. Kontinualni cevni hemijski reaktori. Kaskade kontinualnih hemijskih reaktora sa idealnim mešanjem. Analiza jednačine za brzinu reakcije. Povezivanje reaktora u tehnološku celinu. Konstrukcije hemijskih reaktora. Klase procesa u reaktorima.
sadržaj praktične nastave
Primeri proračuna višekomponentnih i višefaznih sistema. Određivanje konstante hemijske ravnoteže u različitim uslovima.Primena osnovnih zakona termodinamike na hemijske reakcije. Toplotni efekat hemijskih reakcija. Egzotermne i endotermne reakcije.
Analiza mogućnosti odvijanja pojedinih reakcija u složenim hemijskim reakcijama.
Izračunavanje brzine hemijske reakcije. Određivanje reda hemijskih reakcija.
Elementi projektovanja hemijskih reaktora. Elementi materijalnog bilansa hemijskih reaktora. Elementi toplotnog bilansa hemijskih reaktora.
Primena jednačina materijalnog i toplotnog bilansa na idealne hemijske reaktore. Poređenje i izbor tipa hemijskih reaktora.
Načini povezivanja hemijskih reaktora u tehnološke linije i optimizacija procesa. Primeri proračuna.
resursi
1) Levenspiel, O.: Osnovi teorije i projektovanja hemijskih reaktora, prevod sa engleskog, TMF, Beograd, 1991)2) Voronjec, D., Kuburović, M.: Problemi iz termodinamike višekomponentnih sistema i hemijske termodinamike, Mašinski fakltet, Beograd, 1991)
3) Perry's Chemical Engineering Handbook, Mc-Graw Hill, 1999)
fond časova
ukupan fond časova: 75aktivna nastava (teorijska)
novo gradivo: 20razrada i primeri (rekapitulacija): 10
aktivna nastava (praktična)
auditorne vežbe: 20laboratorijske vežbe: 2
računski zadaci: 5
seminarski rad: 0
projekat: 0
konsultacije: 3
diskusija/radionica: 0
studijski istraživački rad: 0
provera znanja
pregled i ocena računskih zadataka: 3pregled i ocena laboratorijskih izveštaja: 0
pregled i ocena seminarskih radova: 0
pregled i ocena projekta: 0
kolokvijum sa ocenjivanjem: 7
test sa ocenjivanjem: 0
završni ispit: 5
provera znanja (ukupno 100 poena)
aktivnost u toku predavanja: 10test/kolokvijum: 25
laboratorijska vežbanja: 5
računski zadaci: 10
seminarski rad: 0
projekat: 0
završni ispit: 50
uslov za izlazak na ispit (potreban broj poena): 28
literatura
1) Smirnov, N.N., Volžinskii, A.I., Himičeskie reaktori v primerah i zadačah, Himija, Leningrad, 1986)2) Coulson, J. M., Richardson, J. F.: Chemical Engineering, Vol. 3: Chemical Reactor Design, Biochemical Reaction Engineering including Computational Techniques and Control, Pergamon Press, Oxford, 1982)
3) Smith, J.M., Van Ness, H.C., Addott, M.M.: Chemical Engineering Thermodinamics, McGraw International Edition, ISBN: 0-07-240296-2, 2001)
4) Walas S. M.: Chemical Process Equipment, Selection and Design, Butterworth-Heinemann, 1990.
5)
Preuzeto sa www.mas.bg.ac.rs
