Detail předmětu

Přenosové jevy v materiálovém inženýrství

FCH-MC_PJMIAk. rok: 2023/2024

Transportní jevy-základní pojmy, spojité prostředí, bilance hmotnosti, bilance jedné složky, diferenciální útvary, intenzivní a extenzivní veličina, vektorové diferenciální operace. Extenzivní veličiny závislé na objemu a hmotnosti, veličiny závislé na ploše, tok extenzivní veličiny, substanciální bilance. Sdílení hybnosti, Navier-Stokesova rovnice, viskozita, newtonské a nenewtonské tekutiny. Sdílení energie, ustálené a neustálené vedení tepla, konvekce a radiace. Sdílení hmoty, ustálené neustálené, difúzní koeficient, nehomogenní prostor. Molekulární teorie kinetiky, teorie aktivovaného komplexu, stochastická teorie, difúze v krystalech. Nukleace a růst krystalů. Způsoby studia kinetiky a mechanismů reakcí pevných fází. Slinování. Krystalizace tavenin. Modifikační přeměny. Tepelný rozklad pevných látek. Reakce pevných látek s kapalinami. Reakce pevných látek s plyny. Reakce dvou pevných fází.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav chemie materiálů (ÚCHM)

Vstupní znalosti

Základní znalosti z matematiky, fyziky, fyzikální chemie, technologie silikátů a chemického inženýrství.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Závěrečná zkouška (15 - 20 min, bez písemné přípravy).
Není.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenta se základy přenosových jevů (sdílení hybnosti, ustálené a neustálené sdílení energie a hmoty) ve vztahu ke kinetice heterogenních procesů, syntéze a rozkladu, případně rozpouštění, které probíhají při procesech významných v technologii výroby materiálů. Osvojení si principů uplatnitelných při navrhování a konstrukci technologických agregátů.
Student získá informace o vlivu sdílení hybnosti, energie a hmoty na rychlost procesů v kondenzovaných systémech a vytvoří si obraz o optimalizaci podmínek pro přípravu materiálů s požadovanými technickými vlastnostmi.
Znalosti matematických modelů, které se používají pro popis procesů probíhajících v tělesech z rozmanitých materiálů.
Znalosti průběhu izotermních a neizotermních reakcí v heterogenních systémech, kde látky přestupují mezi fázemi.
Znalosti o krocích a morfologických procesech, které popisují slinování, krystalizaci, rozpouštění a fázové přeměny.
Znalosti o průběhu reakce pevných látek s plyny a reakce dvou pevných fází.

Základní literatura

Šatava V. : Fyzikální chemie silikátů II. VŠCHT Praha, Praha 1987. (CS)
Bird B. R., Steward W. E., Lightfoot E. N.: Přenosové jevy. Sdílení hybnosti, energie a hmoty. Academia, Praha 1968. (CS)
Míka V.: Základy chemického inženýrství. SNTL, Praha, 1977. (CS)
R. David, G. Geiger. Transport Phenomena in Materials Processing, Springer, 2016. (CS)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_CHTM magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, povinný
  • Program NKCP_CHTM magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D.

Osnova

1) Zákony zachování, kontinuum, disipační princip
2) Konstitutivní rovnice a konstitutivní předpoklady
2) Ustálená a neustálená difuze
3) Ustálený a neustálení přenost tepla
4) Transport hybnosti, viskozita
5) Teorie molekálární kinetiky
6) Teorie transitního stavu a stochastické procesy
7) Nukleace a růst krystalů
8) Kinetika heterogenních procesů - izotremní metody
9) Kinetika heterogenních procesů - neiozotermní metody
10) Slinování
11) Modifikační přeměny
12) Tepelný rozklad pevných látek a jejich rozpouštění v tavenině
13) Reakce pevných s plyny a reakce dvou pevných fází

Konzultace v kombinovaném studiu

26 hod., povinnost neuvedena

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Petr Ptáček, Ph.D.

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz