Inżynieria procesowa

Poznanie własności fizycznych płynów, poznanie wiedzy z zakresu statyki, kinematyki i dynamiki płynów, poznanie podstaw z zakresu przepływów wielofazowych, poznanie podstaw wymiany ciepła i masy, nabycie umiejętności projektowania podstawowych aparatów i urządzeń stosowanych w ochronie środowiska

Treści programowe

A. Problematyka wykładu:

Podstawowe definicje. Płyn jako ośrodek ciągły. Siły działające w płynach. Parametry opisujące stan płynów. Podstawowe własności fizyczne płynów: gęstość, lepkość, napięcie powierzchniowe, włoskowatość. Płyny newtonowskie i płyny nienewtonowskie. Hydrostatyka – podstawowe pojęcia. Kinematyka płynów: podstawowe pojęcia, metody analizy ruchu płynów, równanie ciągłości przepływów. Równanie ruchu płynu doskonałego, równanie Bernoulliego, zastosowanie równania Bernoulliego do pomiarów prędkości. Podobieństwo zjawisk przepływowych. Analiza wymiarowa. Przepływ laminarny i burzliwy. Krytyczna liczba Reynoldsa. Opory ruchu. Przepływy w przewodach. Podstawowe aparaty i urządzenia do transportu płynów. Tłoczenie cieczy. Pompy tłokowe. Pompy wirowe. Charakterystyka pomp. Pompy specjalne. Sprężanie gazów. Kompresory. Dmuchawy. Wentylatory. Sprężarki. Podstawowe problemy przepływów wielofazowych. Przepływ przez warstwy sypkie i porowate. Mieszanie. Barbotaż. Sedymentacja. Prędkość sedymentacji. Osadniki. Wirówki sedymentacyjne. Fluidyzacja. Aparaty fluidalne. Rozdzielanie zawiesin ciał stałych w płynach: filtracja, odwirowanie, odpylanie, flotacja. Aparaty do rozdzielania zawiesin. Wymiana ciepła. Przewodzenie. Konwekcja. Promieniowanie. Wnikanie ciepła. Aparaty do wymiany ciepła. Bilans cieplny. Wymiana masy. Absorpcja i desorpcja. Dyfuzja, wnikanie i przenikanie masy. Destylacja i rektyfikacja. Ekstrakcja. Aparaty do wymiany masy. Wentylacja i klimatyzacja. Przepływ powietrza w przewodach wentylacyjnych. Mechaniczna wentylacja. Wentylacja pomieszczeń technologicznych. Aparaty wentylacyjne i klimatyzacyjne. Podstawowe elementy maszyn i urządzeń stosowanych w technologiach ochrony środowiska. Dobór tworzy konstrukcyjnych i armatury. Dobór urządzeń i aparatów pod kątem technologii stosowanych w ochronie środowiska. Powtórzenie materiału. Zaliczenie teorii z wykładów.

B. Problematyka konwersatorium:

Zajęcia wprowadzające. Omówienie tematyki ćwiczeń oraz formy zaliczenia. Ćwiczenia z korzystania z tablic, wykresów i nomogramów. Przeliczanie jednostek. Obliczanie gęstości, lepkości i napięcia powierzchniowego. Obliczanie nadciśnienia i podciśnienia. Równanie manometryczne. Obliczanie naporu hydrostatycznego. Zadania z zastosowania równania Bernoulliego oraz równania ciągłości przepływów. Obliczanie liczby krytycznej Reynoldsa. Obliczanie oporów przepływu płynów w przewodach. Obliczanie i wykreślanie charakterystyk sieci. Porównanie i dobór pomp o różnej konstrukcji. Dobór rodzaju sprężarki. Obliczanie oporów przepływu przez warstwy porowate. Obliczanie prędkości napowietrzania podczas barbotażu. Obliczanie przykładów z zakresu procesu sedymentacji. Obliczanie minimalnej prędkości fluidyzacji. Obliczanie przykładów z zakresu procesu filtracji. Obliczanie współczynników wnikania ciepła w przepływach laminarnym i burzliwym. Obliczanie wymiennika ciepła płaszczowo- rurowego. Obliczanie współczynników wnikania masy w przepływach wymuszonych i niewymuszonych. Obliczanie wymiennika masy (skruber). Obliczanie strumienia powietrza wentylującego. Projektowanie systemów wentylacji. Projektowanie sieci przewodów wentylacyjnych. Projektowanie elementów maszyn i urządzeń stosowanych w technologiach ochrony środowiska. Dobór tworzyw konstrukcyjnych i armatury. Kolokwium zaliczeniowe. Poprawa.

Wykaz literatury

1. Gryboś R., Podstawy mechaniki płynów. Część I i II. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.

2. Orzechowski Z., Prywer J., Zarzycki R., Mechanika płynów w inżynierii środowiska. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1997.

3. Kabza Z., Kostyrko K., Metrologia przepływów, gęstości i lepkości. Wydawnictwo WSI, Opole 1995.

4. Bartelmus G., Janecki D., Kos M., Inżynieria procesowa - laboratorium. Wydawnictwo Uniwersytetu Opolskiego, Opole 1999.

5. Koch R., Noworyta A., Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1992.

6. Pełęch A. Wentylacja i klimatyzacja – podstawy. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2010.

7. Zarzycki R.; Wymiana ciepła i ruch masy w inżynierii środowiska, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 2010

8. Kmieć A.; Procesy cieplne i aparaty, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2005

Wykład: kolokwium zaliczeniowe – ocena wiadomości teoretycznych przekazanych na wykładach - 51% poprawnych odpowiedzi

Konwersatorium: oceny cząstkowe za: umiejętności obliczania przykładów z przepływów płynów, ciepła i masy, umiejętności projektowania poznanych aparatów, umiejętności wykonywania projektów procesowych, rozwiązywanie zadań.