navazující magisterský studijní program n2313 – procesní ... · • využití moderního...

Navazující magisterský studijní program N2313 – Procesní inženýrství

Ústav procesního a ekologického inženýrstvíTechnická 2896/2

616 69 Brnotel.: +420 541 142 373fax: +420 541 142 373

e-mail: [email protected]: www.upei.fme.vutbr.cz

www.upei.fme.vutbr.cz

N2313 – Procesní inženýrství

Navazující magisterský studijní program

Co je „Procesní

inženýrství“?

• Procesní inženýrství je obor, který má značnou šíři záběru a týká se řady odvětví a směrů, jako jsou potravinářské výroby, výroba papíru a celulózy, biotechnologie, petrochemie, farmaceutické výroby, čištěníodpadních vod, čištění vzduchu, termické zpracování odpadů s využitím energie a další.

• Absolventi oboru Procesní inženýrství mají možnost perspektivního uplatnění zejména v následujících oblastech činnosti:

návrh, projekce a realizace rekonstrukce a modernizacetvorba podpůrných softwarových produktůřízení procesů a výrob, optimalizace investiční, technické, ekonomické a ekologické studie řízení jakosti sledování bezpečnosti a spolehlivosti zastoupení zahraničních firem vědeckovýzkumná a pedagogická činnost na vysokých školách atd.




Charakter výuky

• Některé z předmětů jsou vyučovány v angličtině.• Zapojení špičkových externích odborníků z praxe do výuky.• Aktivní zapojení studentů do problémů řešených pro průmysl, výzkum a

vývoj.• Důraz kladen na rozvoj tvůrčích schopností studenta.• Součástí výuky jsou experimentální práce v laboratořích (včetně

populární úlohy vaření piva). • Studijní stáže studentů na řadě partnerských zahraničních univerzit.• Výuka přizpůsobena aktuálním požadavkům průmyslové sféry.• Ochotní a vstřícní lektoři – „rodinné zázemí“. • Možnost pokračování v doktorském studiu.




Vyučovanépředměty

• Teoretické znalosti pokrývají předměty: Tepelné pochody, Hydraulické pochody, Aplikovaná fyzikálníchemie, Konstrukce procesních zařízení, Energie a emise, Mechanické pochody, Difuzní pochody.

• Praktické zkušenosti jsou předávány zejména externími lektory v předmětech:

Experimentální metody, Systémové inženýrství, Projektování a řízení procesů, Realizace investičních záměrů, Řízení projektů, Troubleshooting, Výrobní linky a průmyslové aplikace.

Pozn: Podrobná aktuální skladba předmětů a jejich zaměření je k dispozici na www.fme.vutbr.cz

http://www.fme.vutbr.cz/




Studijnízázemí

• Dvě plně vybavené počítačové učebny s přístupem na internet a tiskárnou pro potřeby studentů.

• Prostory ústavu pokryty signálem Wi-Fi pro přístup na internet.• Moderní přístup k výuce - učebny vybaveny digitálními projektory.• Častá organizace exkurzí do průmyslových provozů (jednotky pro

energetické využívání odpadů, čistírny odpadních vod, teplárny, elektrárny atd.).

• Využití moderního software FLUENT, SOLIDWORKS, CHEMCAD, ANSYS, MAPLE atd.

• Úzká spolupráce s předními českými i zahraničními firmami jako jsou např. W.L. GORE & Assoc., KOCH-GLITSCH, UNIS, ABB LummusGlobal, Procter & Gamble.




Návaznosti studia

Magisterský studijní programTitul Ing.

Doktorský studijní programTitul Ph.D.

Bakalářský studijní programTitul Bc.

Obecný typ studiaProfesní typ studia

Energetika, procesy a ekologie




Návaznosti prací

Doktorská práce(Ph.D.)

Diplomová práce(Ing.)

Bakalářská práce(Bc.)

Hodnocení současné situace ve vybrané oblasti řešení

Řešení konkrétních úkolů z vybrané oblasti

Nové poznatky, přínos v dané oblasti




Věda a výzkum

• Výzkumný záměr MSM 0021630502 "Ekologicky a energeticky řízenésoustavy zpracování odpadů a biomasy" (prestižní projekt strategického významu).

VÝZKUMNÝ ZÁMĚR

směrnice Evropské unie

ochrana životního prostředí + trvale udržitelný rozvoj

obnovitelné zdroje energie

minimalizace škodlivých emisí

výzkumná činnost

"NÁSTROJE" VÝZKUMUteorie a modelování

experimentprovozní data

PŘÍNOS VÝZKUMUobnovitelné zdroje energie

vliv na životní prostředívýroba produktů

ZAMĚŘENÍ VÝZKUMUprocesyzařízenízpracování biomasy

netermické termické

spalování

zplyňování

energie

odpad jako alternativní palivospecifické oblasti

kaly

směsi (plasty, textil atd.)

průmyslové komunálnívyužití reziduí

kombinace

ÚČINNÉ A EFEKTIVNÍ PROCESY ZPRACOVÁNÍ ODPADŮ A BIOMASY

produkty

zpracování odpadů

recyklace




Uplatněníabsolventů

• Díky širokému záběru studijního oboru N2313 – Procesníinženýrství jsou jeho absolventi flexibilní a najdou uplatněnínapř. v těchto průmyslových oblastech:

ochrana životního prostředí a ekologické jednotky a provozy (čistírny odpadních vod, termické a netermické zpracováníodpadů, jednotky pro čištění exhalací z průmyslových a energetických zdrojů atd.) potravinářský průmysl (pivovary, sladovny, cukrovary, mlékárny, čokoládovny atd.) průmysl zpracování ropy a zemního plynu chemický průmysl (výroba pracích prášků, kosmetiky, plastů atd.) spotřební průmysl (keramický, zpracování stavebního materiálu, gumárenský atd.) farmaceutický průmysl výroba papíru a celulózy biotechnologie energetický průmysl (externí energetické systémy, obnovitelnézdroje energie, kogenerace atd.)

Vybrané příklady řešených problémů – zapojenístudentů do výzkumu, vývoje a průmyslových

realizací v rámci bakalářských a diplomových prací


616 69 Brnotel.: +420 541 142 373fax: +420 541 142 373





Zkušebna hořáků

• Nejmodernější zkušebna hořákův Evropě umístěná v laboratořích ÚPEI




Prototyp jednotky pro energetické

využitíbiomasy

• Charakteristické vlastnosti:prototyp ryze české moderní technologie pro energetické využití biomasy a

fytomasyteplovodní kotelna o výkonu 1 MW s vysokou termickou účinností, která

umožnuje testování v provozním měřítku umožňuje spalování různých druhů biomasy od pilin a standardní dřevní

štěpky až po cíleně pěstovanou energetickou fytomasu dodávanou ke kotelně ve formě slisovaných balíků.

KOMÍN

Recykl spalin

Sekundárnívzduch

KOTELMULTICYKLÓN

PREDEHREVSEK. VZDUCHU

VENTILÁTOR

VYHRNOVACPALIVA

ZAVÁŽECÍLIS

ROZDRUŽOVACBALÍKUDOPRAVNÍK

BALÍKU

Primárnívzduch

BIOMASA




Energetickébilance

kalových koncovek

• Analýzy a návrhy energetických a ekonomických bilancí kalových koncovek čistíren odpadních vod

usazovací nádrže

aktivační nádrže

dosazovacínádrže

vyhnívací nádrže

ÚČOV Praha

spalovna kalů




Jednotka pro termické

zneškodňováníodpadních

plynů

• Od myšlenky po realizaci – jednotka pro termické zneškodňování odpadních plynůs i m u l a c e m a t . m o d e l o v á n í e x p . v ý z k u m

m o d e l o v á n í C F D r e a l i z a c e




Systémy čištění spalin

• Zcela nové a původní systémy pro čištění spalin




Hodnoceníprovozů

spaloven odpadů

• Snižování koncentrace škodlivých emisí využitím nových technologií

Spalovna komunálního odpadu Termizo Liberec, a.s. (destrukce dioxinů, energetické bilance, optimalizace provozu).




Výměníky tepla

• Výzkum a vývoj nekonvenčních tepelných výměníků pro různá média.

Vpravo: výměník „spaliny-olej“

Dole: výměník „voda-kal“




Pevnostnívýpočty a napěťové

analýzy

• Pevnostní výpočty a napěťové analýzy

Problematika mísení médií v nátrubku Analýza MKP čisticího otvoru velkokapacitní nádrže

Výpočtový model Napětová analýza

Termohydraulické analýzy

Výběr z témat bakalářských prací pro rok 2006/2007


616 69 Brnotel.: +420 541 142 373fax: +420 541 142 373





Biomasa • Energetické využití biomasy v České republiceCharakter práce: rešeršeObsah práce:

• zhodnocení současného stavu využívání biomasy v ČR, • technické a ekonomické parametry biomasy, • praktické zkušenosti (pěstitelé, odběratelé).




Bioplyn a kaly

• Bioplyn v praxi a jeho využitíCharakter práce: rešeršeObsah práce:

• popis vzniku bioplynu, • vlastnosti a energetické využití bioplynu.

• Spalné teplo a výhřevnost čistírenského kaluCharakter práce: výpočetObsah práce:

• složky kalu jako paliva, • vztahy pro výpočet a vlastní výpočet, • zhodnocení vlivu vlhkosti kalu.




Obnovitelnézdroje

energie

• Návrh systému ohřevu TUV pro zásobování RD solárními kolektory

Charakter práce: výpočet, schematický výkresObsah práce:

• technický návrh systému ohřevu TUV včetněinvestičních a provozních nákladů,

• porovnání s tradičními systémy ohřevu TUV.

• Netradiční využití energie větruCharakter práce: studieObsah práce:

• druhy větrných elektráren v ČR,• možnosti akumulace energie větru pro využití v

energetických špičkách,• návrh technologie.




Čistírny odpadních

vod

• Mechanické předčištění na ČOVCharakter práce: rešerše, výpočet, schéma, (výkres)Obsah práce:

• popis jednotlivých částí (lapák štěrku, hrubé česle, čerpací stanice, dešťová zdrž, lapák písku, pračka a třídička písku, usazovací nádrž) ,

• návrh čerpadel,• výpočet vybraných částí.




Čištění spalin • Predikce a minimalizace tvorby skleníkových plynůCharakter práce: rešerše Obsah práce:

• souvislosti mezi rozvojem energetiky, tvorbou skleníkových plynů a dopady na životní prostředí,

• zpracování rozvahy o celosvětové produkci CO2 v důsledku spalovánífosilních paliv,

• potenciální cesty vedoucí ke snižování emisní skleníkových plynů, zejména CO2, do atmosféry.

• Vyhodnocení emisního měření se zřetelem na účinnost odstraňování těžkých kovů

Charakter práce: rešerše, vyhodnocení datObsah práce:

• vyhodnocení emisního měření se zřetelem na účinnost odstraněnítěžkých kovů,

• stanovení bilance separačního zařízení, • zpracování podkladů z konkrétních emisních měření.




Experimentálníjednotky

• Čištění spalin obsahujících SO2, HCl, HF a těžké kovy pomocí experimentální jednotky INTEQ

Charakter práce: rešerše, práce ve 3D, výkresyObsah práce:

• rešerše suchého vypírání spalin a způsobů dávkovánísorbentů,

• navržení dávkovacího zařízení sorbentu,• podílení se na realizaci.

• Dávkování lehkého topného olejeCharakter práce: rešerše, výpočet, výkresObsah práce:

• rešerše charakteristik paliv spadajících do skupiny LTO, ohřevu látek s nízkým bodem vzplanutí, čerpání kapalin s vyšší viskozitou,

• návrh dávkovacího okruhu.




„Malá“energetika

• Systém pro výpočet stěžejních parametrů u energeticky náročného spotřebitele

Charakter práce: výpočty, programováníObsah práce:

• seznámení se s dokumentací systému pro výpočet hmotnostních a energetických bilancí a její rozšíření,

• teoretický návrh a případně následná implementace jednoduchého výpočtového modulu (Delphi).




Pevnostnívýpočty

• Kontrola zatížení přírub tlakové nádobyCharakter práce: výpočetObsah práce:

• pevnostní kontrola přírub tlakové nádoby dle normy EN popřípadě ASME.

• Návrh experimentálního zařízení pro teplotní zkoušku materiáluCharakter práce: rešerše, výpočet, návrhObsah práce:

• návrh experimentálního zařízení pro zkoušky materiálů namáhaných teplotním a mechanickým zatížením.




Výměníky tepla

• Výpočtový systém výměníků tepla vytvořený v DelphiCharakter práce: programováníObsah práce:

• vytvoření výpočtového systému výměníků tepla v programovacím jazyce Delphi.

• Aspekty, predikce a omezení zanášení výměníků tepla - FoulingCharakter práce: rešeršeObsah práce:

• popis zanášení a jeho vzniku, • podmínky omezení zanášení, • vliv na návrh výměníku, • čištění.




Výpočtovésystémy

• Zásady správného použití 3D CAD systémů v procesním inženýrstvíI, II

Charakter práce: 3D modely, výkresyObsah práce:

• základy správného postupu při modelování jednoduchých dílů,• knihovna standardních dílů,• součásti potrubních větví,• podklady pro výuku SolidWorks v oboru procesní inženýrství.

• CFD model cyklónuCharakter práce: CFD výpočetObsah práce:

• vytvoření výpočetního modelu cyklónu – aparátu, který se často využívá v systémech čištění spalin,

• výpočet proudění pomocí CFD, vizualizace výsledků.




Zpracování a energetické

využitíodpadů

• Posuzování energetického využití odpadů ve spalovnách komunálních odpadů

Charakter práce: rešerše, výpočet, schémataObsah práce:

• studium podkladů a příslušné legislativy,• vyhodnocení provozních ukazatelů,• programová realizace postupu vyhodnocení.

• Způsoby rekultivace tělesa skládky komunálních odpadůCharakter práce: rešerše, schéma, nákresObsah práce:

• formulovat způsoby a postupy rekultivace zařízení na zneškodňováníodpadů a uvést požadavky na následnou péči.




Témata diplomových

prací

• Témata diplomových prací obvykle navazují na bakalářskou práci vypracovanou studentem ve třetím ročníku bakalářského studia.

• Student je veden ke koncepčnímu řešení daného problému tak, aby získal komplexní přehled v dané problematice.

• Výsledkem je návrh konkrétního řešení v dané oblasti.• Návazností bakalářské a diplomové práce je možné více prohloubit

znalosti studenta.




KontaktyÚstav procesního a ekologického inženýrství

Technická 2896/2616 69 Brno

tel.: +420 541 142 373fax: +420 541 142 373


navazující magisterský studijní program n2313 – procesní ... · • využití moderního...

Documents