Modelování procesů v chemickém inženýrství

Sylabus předmětu | Hodnocení předmětu | Zkušební otázky | Pracovní materiály

Seznam otázek ke stažení v PDF.

1. Typy problémů popsaných soustavami algebraických rovnic. Počet kořenů algebraických rovnic, Newtonova iterační metoda, význam počátečního odhadu, konvergence a divergence.

2. Metody popisu fázových rovnováh. Gibbsovo fázové pravidlo. Bod varu a rosný bod směsi.

3. Převod bilančních bilineárních rovnic na rovnice lineární. Sekvenční a globální způsob řešení bilančních problémů. Polynomiální aproximace experimentálních dat a spline.

4. Mžiková destilace bez enthalpické bilance a s enthalpickou bilancí. Diskutujte různé typy úloh (parametry, stavové proměnné) pro mžikovou destilaci. Výpočet s rovnováhou zadanou tabelovanými daty.

5. Trojsložková extrakce s omezenými rozpouštědly. Popis fázového diagramu. Popis jednostupňové extrakce s omezeně mísitelnými rozpouštědly.

6. Soustavy obyčejných diferenciálních rovnic. Numerické řešení počáteční úlohy explicitními a implicitními metodami. Typické úlohy reakční kinetiky ve vsádkovém reaktoru.

7. Regulace hladiny v nádrži s přítokem a odtokem pomocí ventilu na výtoku z nádrže. PID regulátor. Měřené a manipulované parametry.

8. Enthalpická bilance ideálně míchaného průtočného reaktoru. Prostup tepla v reaktoru s pláštěm.

9. Různé metody popisu chladicího pláště reaktoru. PID regulátor teploty v reaktoru – konfigurace regulátoru pro chlazení a pro ohřev. Parní kladivo.

10. Kaskáda ideálních mísičů. Odezva kaskády na skokovou změnu na vstupu a na puls. Aproximace reálných systémů soustavami ideálních mísičů.

11. Diferenciálně-algrebraické rovnice. Klasifikace soustav DAE rovnic. Numerické řešení DAE rovnic. Počáteční podmínky.

12. Polovsádkový reaktor s proměnnou hustotou kapalné fáze. Převod rovnic do lineárně-implicitního tvaru.

13. Vsádková destilace třísložkové směsi. Zápis diferenciálních a algebraických rovnic pro tento problém.

14. Polovsádkový reaktor s reakcí v plynné fázi a s ideálním regulátorem tlaku. Dopředný a zpětný regulátor průtoku. Index soustavy DAE rovnic. Řešení problémů s PID regulátorem včetně derivačního členu.

15. Vsádková rektifikace. Zápis modelových rovnic. Zjednodušující předpoklady.

16. Problémy zapsané ve formě parciálních diferenciálních rovnic. Příklad eliptické, parabolické a hyperbolické PDE. Metoda konečných objemů.

17. Aplikace metody konečných objemů na reakčně-difusní problém v kulaté částici. Implementace okrajových podmínek.

18. Aplikace metody konečných objemů na problém zahřívání konzervy – vysvětlení aplikace bez zápisu všech rovnic. Aplikace metody konečných objemů na řešení výměníku tepla se smyčkou.

19. Dynamický model absorpce v patrové koloně. Předpoklad rovnovážných a nerovnovážných pater.

20. Popis absorpce v plněné koloně s využitím kinetiky prostupu hmoty. Zavedení zjednodušujících předpokladů. Axiální disperze (zpětné promíchávání).

21. Okrajová úloha pro obyčejné diferenciální rovnice. Problém Stefanovy trubice. Metoda střelby.

22. Konvekčně-disperzní problémy. Bilance trubkového reaktoru s axiální disperzí. Metoda přímek. Použití diferenčních náhrad typu „up-wind“.

23. Metody Monte-Carlo a jejich aplikace v chemickém inženýrství. Výpočet integrálu. Aplikace metody na problémy s řadou distribučních funkcí.