Mehaničke i toplinske operacije

NAZIV PREDMETA

Kod

KTB105

Godina studija

Nositelj/i predmeta

Izv. prof. dr. sc. Marija Ćosić

Bodovna vrijednost (ECTS)

6.5

Suradnici

Doc. dr. sc. Antonija Čelan
Prof. dr. sc. Nenad Kuzmanić

Način izvođenja nastave (broj sati u semestru)

P	S	V	T
30	15	30	0

Status predmeta

Obvezni

Postotak primjene e-učenja

0 %

OPIS PREDMETA

Ciljevi predmeta

Upoznati studente sa zakonitostima i mehanizmima prijenosa koje prate provedbu mehaničkih i toplinskih operacija kao i s pretvorbama koje nastaju uslijed njihovih djelovanja. Upoznavanje s osnovnim principima dimenzioniranja procesne opreme i odabira optimalnih procesnih uvjeta pri provedbi mehaničkih i toplinskih operacija s osvrtom na utrošak energije i kvalitetu konačnog proizvoda.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Nakon položenog ispita od studenta se očekuje da zna:
- objasniti mehanizme kojim se odigravati određene mehaničke ili toplinska operacija,
- uočiti glavne otpore prilikom provedbe pojedine operacije te navesti mogućnost ubrzavanja procesa,
- primjenom izraza za dimenzioniranje objasniti funkcionalnu ovisnost veličina karakterističnih za određeni sustav,
- navesti najčešće korištene uređaje za izvođenje mehaničkih te toplinskih te detaljno opisati princip njihovog rada,
- za predloženi proces odabrati uređaje koji bi bili najučinkovitiji za njegovu optimalnu provedbu,
- navesti najčešće probleme koji se susreću u praksi pri provedbi mehaničkih i toplinskih operacija.

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

1. tjedan: Pregled mehaničkih i toplinskih operacija u kemijskom procesnom inženjerstvu.
2. tjedan: Karakterizacija grubo disperznih sustava. Stanje izmiješanosti i stanje disperznosti..
3. tjedan: Gravitacijsko taloženje, gravitacijski taložnici i njihovo dimenzioniranje.
4. tjedan: Teorijske postavke centrifugalnog taloženja. Uređaji za centrifugalno taloženje
5. tjedan: Filtracijske centrifuge. Geometrijske karakteristike i princip rada hidrociklona.
6. tjedan: Usitnjavanje; drobljenje i mljevenje. Uređaji za provedbu drobljenja i mljevenja
7. tjedan: Uređaji za otprašivanje. Princip rada ciklona i filtara za plinove, elektrofiltera i skrubera.
8. tjedan: Teorijske postavke apsorpcije i uređaji za njezinu provedbu.
9. tjedan: Teorijske osnove procesa kristalizacije.
10. tjedan: Industrijska kristalizacija i uređaji za njezinu provedbu.
11. tjedan: Izluživanje. Uređaji za provedbu izluživanja.
12. tjedan. Ekstrakcija. Uređaji za provedbu ekstrakcije.
13. tjedan: Uporaba membranskih procesa odvajanja u kemijskom inženjerstvu.
14. Miješanje u višefaznim sustavima. Suspendiranje plutajućih i sedimentirajućih čestica.
15. Miješanje u višefaznim sustavima. Disperzija plina u kapljevini.
Laboratorijske vježbe:
Granulometrijska analiza - mikroskopska metoda i metoda prosijavanjem. Primjena analitičkih funkcija raspodjela.
Gravitacijsko taloženje - dimenzioniranje kontinuiranog taložnika na temelju taložnih karakteristika suspenzije.
Mljevenje - određivanja stupnja usitnjavanja tijekom procesa mljevenja.
Kristalizacija - određivanje kinetike nukleacije i rasta kristala.
Miješanje - određivanje uvjeta miješanja na vrijeme homogenizacije kapljevina te postizanja stanja potpune suspenzije u reaktoru.
Adsorpcija - određivanje utjecaja temperature i površine adsorbenta na brzinu adsorpcije
Ekstrakcija – određivanja broja koncentracijskih stupnjeva
Terenska nastava:
Gravitacijsko taloženje - princip rada kružnog gravitacijskih taložnika (postrojenje za pročišćavanje voda, Trilju)
Gravitacijsko taloženje - princip rada gravitacijskog taložnika s horizontalnim protjecanjem (postrojenje za pročišćavanje voda, Sinj)
Centrifugiranje: određivanje optimalnih uvjeta rada centrifuge s diskovima (postrojenje za obradu zauljenih voda Cian, Solin)
Određivanje optimalnih uvjeta rada pužnog dekantera. ((postrojenje za obradu zauljenih voda Cian , Solin)).
Mljevenje -- Kontrola procesa mljevenje klinkera u industrijskom kugličnom mlinu bubnju (tvornica cementa - Cemex, Kaštel Sućurac).
Otprašivanje - određivanje optimalnih uvjeta rada vrećastih filtara (tvornica cementa - Cemex, Kaštel Sućurac).

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Uredno pohađanje nastave (predavanja i seminari) u iznosu od 80 % te uspješno završene laboratorijske vježbe i terenska nastava.

Praćenje rada studenata (upisati udio u ECTS bodovima za svaku aktivnost tako da ukupni broj ECTS bodova odgovara bodovnoj vrijednosti predmeta):

Pohađanje nastave	2.0	Istraživanje	0.0	Praktični rad	1.3
Eksperimentalni rad	0.0	Referat	0.0	Terenska nastava	1.3
Esej	0.0	Seminarski rad	0.0
Kolokviji	0.0	Usmeni ispit	2.0
Pismeni ispit	0.0	Projekt	0.0

Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu

Student može položiti cjelokupni ispit putem dvaju usmenih kolokvija tijekom semestra. Usmeni kolokviji sastoje se računskog i teorijskog dijela. Na osnovu znanja na kolokviju studentu se dodjeljuju bodovi od 0 do 100 (100%). Prag prolaznosti usmenog ispita je 55 %, a kriterij za ocjenjivanja je sljedeći: 55 %-66 % - dovoljan, 67 %-78 % - dobar, 79 %-89 % -vrlo dobar, 90 %-100 % - izvrstan.
Konačna ocjena određuje se iz srednje ocjene usmenog kolokvija te srednje ocjene vježbi i terenske nastave. Usmeni ispit u ocijeni sudjeluje s 67 %, a vježbe i terenska nastava zajedno s 33 %. Na redovitim ispitnim rokovima studenti polažu one dijelove gradiva koje nisu uspjeli položiti tijekom semestra te se ocjenjuju prema navedenom kriteriju.

Obvezna literatura (dostupna u knjižnici i putem ostalih medija)

Naslov	Broj primjeraka u knjižnici	Dostupnost putem ostalih medija
W. L. McCabe, J. C. Smith, P. Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th ed., McGraw-Hill, New York, 2004.	2
C. J. Geankoplis, Transport Prosesses and Separation Process Principles (Includes Unit Operations), 4th ed., Pearson Eucation, Inc.,New Jersey, 2007.	1
Hraste, Mehaničko procesno inženjerstvo, 2. izdanje, HINUS, Zagreb, 2003.	5
V. Koharić: Mehaničke operacije, FSB, Zagreb 1996.	3
J. Welty, J. W. Wicks, R. E. Wilson, G. L. Rorrer, Fundamentals of Momentum, Heat and Mass Transfer, 5th ed., J. Wiley & Sons Inc., New York, 2007.	2

Dopunska literatura

E. Beer., Priručnik za dimenzioniranje uređaja kemijske industrije, HDKI/Kemija u industriji, Zagreb, 1980.
R.H. Perry, D.W. Green, J.O. Maloney, Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 7th ed., McGraw-Hill, New York, 2007.
E. L. Paul, V. A. Atiemo-Obeng, S. Kresta, Handbook of Industrial Mixing, John Wiley and Sons, Inc., New Jersey, 2004.
J. W. Mullin, Crystallization, 4th ed, Butterworth-Heinemann, Oxford, 2001.

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

praćenje sugestija i reakcija polaznika tijekom semestra,
studentska anketa.

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)