Inżynieria chemiczna

Moduł opiera się na wykładzie wspomaganym ćwiczeniami tablicowymi, gdzie pokazywane jest praktyczne zastosowanie teorii na przykładach zadaniowych, a ponadto na laboratorium, gdzie pokazywane są praktyczne sposoby badań doświadczalnych nad procesami jednostkowymi inżynierii chemicznej oraz interpretacja danych doświadczalnych.

Treści kształcenia

- Wymiana ciepła; rodzaje ruchu ciepła: przewodzenie ciepła, współczynnik przewodzenia ciepła, izolatory oraz przewodniki cieplne, przewodzenie ciepła przez ścianę; konwekcja ciepła, wnikanie ciepła - równanie Newtona, przypadki wnikania ciepła, liczby oraz równania kryterialne, promieniowanie ciepła, , znaczenie ekranów, obliczanie strat ciepła aparatu do otoczenia; przenikanie ciepła – równanie Newtona dla przenikania ciepła, obliczanie wartości współczynnika przenikania ciepła, siła napędowa przenikania ciepła; niektóre częściej spotykane przypadki przemysłowe nieustalonej wymiany ciepła; omówienie zasad projektowania wymiennika ciepła: Podstawy dyfuzyjnego ruchu masy; dyfuzja masy ustalona - I-sze prawo Ficka, rodzaje dyfuzji, siła napędowa dyfuzji, współczynnik kinematyczny i dynamiczny dyfuzji, konwekcja masy, wnikanie masy - równanie Newtona, przypadki wnikania masy, liczby oraz równania kryterialne, przenikanie masy - równanie Newtona dla przenikania masy, obliczanie wartości współczynnika przenikania masy, zanik oporu wnikania w jednej z faz, siła napędowa przenikania masy. Absorpcja; definicja procesu; statyka procesu, równowaga absorpcyjna, sposoby opisu oraz zobrazowania linii równowagi, kinetyka procesu, wnikanie i przenikanie masy w absorpcji, model matematyczny dynamiki pracy absorbera, bilans materiałowy absorpcji, wyprowadzenie równania linii ruchowej dla absorpcji współprądowej i przeciwprądowej, minimum cieczy zraszającej, określenie siły napędowej procesu absorpcji, chemisorpcja..

- Destylacja i rektyfikacja; definicja procesu destylacji i rektyfikacji, statyka procesu, równowaga destylacyjna dla układów dwuskładnikowych, sposoby opisu oraz zobrazowania linii równowagi - dla układów idealnych - prawo Raoulta, nieidealnych – odchylenia od prawa Raoulta, azeotropy; destylacja różniczkowa oraz równowagowa; kinetyka procesu rektyfikacji, wnikanie i przenikanie masy w destylacji, rektyfikacja okresowa i ciągła; bilans materiałowy i energetyczny kolumny rektyfikacyjnej, bilans materiałowy i energetyczny półki zasilanej, wyprowadzenie równań linii ruchowych, minimum oraz maksimum stopnia orosienia, określenie siły napędowej procesu rektyfikacji, sposoby wyznaczania powierzchni jednoczesnej wymiany ciepła i masy w tym za pomocą ilości stopni teoretycznych, Ekstrakcja w układzie ciecz – ciecz; definicja procesu, statyka procesu, równowaga ekstrakcyjna, sposoby opisu oraz zobrazowania linii równowagi, ekstrakcja stopniowana współprądowa i przeciwprądowa, bilans materiałowy, minimum i maksimum masy ekstrahenta, sposoby rozwiązywania poszczególnych przypadków matematycznie i graficznie; ekstrakcja kolumnowa, kinetyka procesu, równania kinetyczne wnikania i przenikania masy w ekstrakcji, bilans materiałowy ekstrakcji, wyprowadzenie równania linii ruchowej dla ekstrakcji współprądowej i przeciwprądowej, wyznaczenie przebiegu linii ruchowej na wykresie – określenie siły napędowej procesu ekstrakcji, Suszenie; nawilżanie i suszenie powietrza, podstawowe własności układu powietrze – para wodna, ogrzewanie i chłodzenie powietrza, mieszanie powietrza o różnych parametrach; definicja procesu, statyka procesu suszenia, równowaga suszarnicza, sposoby opisu oraz zobrazowania linii równowagi, kinetyka procesu suszenia, czas kinetyczny suszenia, równania kinetyczne równoczesnego wnikania i przenikania masy i ciepła na przykładzie suszenia; bilanse energetyczny oraz materiałowy suszenia, suszarka teoretyczna oraz suszarka rzeczywista, Adsorpcja; definicja procesu, statyka procesu, równowaga adsorpcyjna, matematyczny opis oraz zobrazowania linii równowagi, kinetyka procesu, równania kinetyczne wnikania i przenikania masy w adsorpcji, model matematyczny dynamiki pracy kolumny adsorpcyjnej, Krystalizacja; definicja procesu, statyka procesu, równowaga krystalizacyjna, matematyczny opis oraz zobrazowania linii równowagi, kinetyka procesu, równania kinetyczne wnikania i przenikania masy w krystalizacji, model matematyczny dynamiki pracy krystalizatora,

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

T.Hobler - Ruch ciepła i wymienniki - WNT W-wa. - 1986

T. Hobler - Dyfuzyjny ruch masy i absorbery - WNT W-wa. - 1976

M. Serwiński - Zasady inżynierii chemicznej i Procesowej - WNT W-wa. - 1982

Praca zbiorowa pod red. Z. Ziółkowskiego - Procesy dyfuzyjne i termodynamiczne, cz. I; II; III - skrypt Pol. Wrocławskiej . - 1979

D. Antos, K. Kaczmarski, W. Piątkowski - Wymiana ciepła - Mat. pom. Of . Wyd. PRz. - 2012

J. Bandrowski, L. Troniewski - Destylacja i rektyfikacja - PWN W-wa. - 1980

Cz. Strumiłło - Podstawy teorii i techniki suszenia - WNT W-wa. - 1983

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

Praca zbiorowa pod red. R. Petrusa - Inżynieria chemiczna laboratorium - Of . Wyd. PRz. - 1990

R. Zarzycki - Zadania rachunkowe z Inzynierii chemicznej - PWN Łódź. - 1980

praca zbiorowa pod red. J. Bandrowskiego i M. Palicy - Materiały pomocnicze do ćwiczeń i i projektów z Inżynierii chemicznej - Wyd. Pol. Śl.. - 2005

Z. Kawala, M. Pająk, J. Szust, T. Kudra - Zbiór zadań z podstawowych procesów Inżynierii chemicznej - . - 1979

K.F. Pawłow, P.G. Romankow, A.A. Noskow - Przykłady i zadania z zakresu aparatury i inżynierii chemicznej - . - 1979

T. Kudra - Zbiór zadań z podstaw teoretycznych inżynierii Chemicznej i procesowej - WNT W-wa. - 1985

Literatura do samodzielnego studiowania

Z. Ziółkowski - Ekstrakcja w przemyśle chemicznym - WNT W-wa. - 1980

St. Bredsznajder - Własności gazów i cieczy - WNT W-wa. - 1962

Z. Rojkowski, J. Synowiec - Krystalizacja i krystalizatory - WNT W-wa. - 1991

R. Petrus, G. Asksielrud, J. Gumnicki, W. Piątkowski - Wymiana masy w układzie ciało stałe-ciecz - Of . Wyd. PRz. - 1998

J. Ościk - Adsorpcja - PWN W-wa. - 1979

D. Antos, K. Kaczmarski, W. Piątkowski - Chromatografia preparatywna jako proces rozdzielania mieszanin - WNT W-wa. - 2011

Literatura uzupełniająca

Z. Kembłowski, St. Michałowski, Cz. Strumiłło, R. Zarzycki - Podstawy teoretyczne inżynierii chemmicznej i procesowej - WNT W-wa. - 1985

Z. Kembłowski, St. Michałowski, Cz. Strumiłło, R. Zarzycki - Podstawy teoretyczne inżynierii chemmicznej i procesowej - WNT W-wa. - 1985