Hemijsko inženjerstvo je jedna od najnovijih grana tehnike, mada se postupno počela razvijati već početkom ovog veka. Koncepcija evropske hemijske tehnologije, koja je vodila poreklo od empirije i unosila u svoje pristupe elemente hemije i mašinstva, zahvaljujući ugledu vrlo jake hemijske industrije Nemačke, dugo je odolevala i potiskivala koncepcije vezane za savremeno hemijsko inženjerstvo. Tek početkom tridesetih godina, hemijsko inženjerstvo „američkog tipa” počinje naglo da se razvija, u prvom redu u anglo-američkim zemljama, zahvaljujući mnogobrojnim pregaocima, a naročito Američkom institutu hemijskih inženjera (AICHE). AICHE je vrlo strogo vodio računao razvoju ove nove hemijsko-inženjerske koncepcije naročito o savremenoj i prihvatijivoj nastavi za hemijške inženjere.
Dve osnovne činjenice su ukazivale na preimućstvo savremenog hemijskog inženjerstva: pre svega, veliki broj različitih hemijskih proizvoda u svetu (u tim prelomnim godinama bilo ih je oko 10000), oko 1000 je proizvedeno u velikim serijama, što je onemogućavalo njihovo bolje ispitivanje. Pod tim uslovima bilo je nemoguće obuhvatiti sve tehnologije određenim predmetima. Čak ni podela na grupe: neorgansku, organsku, tehnologiju prirodnih proizvoda, tehnologija vrenja, keramike itd., nije doredukovala broj reprezentativnih tehnologija da bi se tokom studija moglo ovladati njima u meri potrebnoj za uspešan rad. To je ukazivalo na potrebu da se znanja iz hemijskih tehnologija moraju suštinski prilagoditi novim uslovima. Ovo se moglo postići ne ograničavanjima, nego njihovim uopštavanjem. Druga činjenica koja je upućivala na izmene hemijsko-tehnološkog pristupa bila vezana za zahtev da se do rešenja dolazi što brže, sa što sigurnijim rezultatima. Međutim, postupci evropske hemijske tehnologije bili su spori u odnosu na postupke američkog hemijskog inženjerstva. Većom primenom nauke, moglo se u sve značajnijem broju problema služiti matematikom; odnosno, matematizacijom problema dolazilo se brže i ekonomičnije do neophodnih saznanja. Primena fizičkog modelovanja na oglednim, „pilot plant“ postrojenjima, pružala je brza i sigurna rešenja, bazirajući ih na teoriji sličnosti tamo gde sama nauka nije bila u stanju da prodre do naučnog osnova obrađivanja fenomena.
Svoju potvrdu valjanosti, hemijsko inženjerstvo dobilo je tokom II svetskog rata. U neočekivano kratkim vremenskim intervalima, rešavani su krupni tehnološki problemi koje su nametali ratni napori Saveznika. Od laboratorijskih zapažanja do industrijske realizacije, za ono vreme, doiazilo se neverovatno brzo; tako je za neočekivano kratko vreme reaiizovan postupak dobijanja broma iz morske vode, proizveden peniciiin, sintetička guma, dobijena su pogodnija goriva, i, napomenimo, između mnogih drugih, realizovana je tehnologija pojedinih faza proizvodnje atomske bombe.
Novo hemijsko inženjerstvo je tako i na delu pokazaio svoja preimućstva i upotrebljivost. U posleratnim godinama koncepcija kiasičnih tehnologija se postupno povlači iz nastave i načina mišljenja i, svuda u svetu, ustupa mesto novim hemijsko-inženjerskim koncepcijama. Moramo podvući da se transformacija nije događala uvek bez otpora. Neprihvatanje koncepcije novog hemijskog inženjerstva značilo je, najčešće, ne borbu za „dobro staro”, nego odbranu stečenih pozicija.
Danas se vrlo često služi pojmom procesnog inženjerstva, čime se želi ukazati na to da hemijsko inženjerstvo ne služi samo postupcima hemijske industrije nego i mnogo šire: u metalurgiji, biohemijskoj industriji, tekstilnoj industriji, kao i u svim drugim industrijama gde su procesi vezani za odgovarajuće fizičke i hemijske promene.
Savremeno hemijsko inženjerstvo zasnovano je na četiri fundamentalne oblasti:
na osnovnim tehnološkim operacijama, koje danas povezane čine fenomene prenosa;
na osnovnim tehnološkim procesima, u koje kada se unesu elementi fenomena prenosa daju teoriju reaktora;
na visokoj matematizaciji, sve neposrednije vezanoj za računarsku obradu;
na optimizaciji povratnih dinamičkih, pojedinačnih ili skupnih postupaka, procesa, užih ili širih sistema, pri čemu ekonomika ima odlučujuću reč.
Bazični zadaci hemijskih inženjera su vezani za: vođenje, tačnije rečeno, unapređivanje pogona; usavršavanje i stvaranje novih postupaka i procesa; optimizaciju postupaka na svim nivoima i projektovanje.
Osnovna namena ove knjige je da pomogne stručnjaku u njegovom svakidašnjem, vrlo složenom, i, isto tako, odgovornom poslu. Priručnik obrađuje eksplicitno ili implicitno gotovo
celokupnu oblast kojom se bavi hemijsko inženjerstvo, i sadrži ove delove:
I. PRIMENJENA MATEMATIKA U HEMIJSKOM INŽENJERSTVU
II. TERMODINAMIKA
III. PRINCIPI I PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKIH OPERACIJA
IV. OSNOVI TEORIJE I PROJEKTOVANJA HEMIJSKIH REAKTORA I KATALIZA I KATALIZATORI
V. DINAMIKA SISTEMA, INSTRUMENTACIJA I AUTOMATSKA REGULACIJA U HEMIJSKOM INŽENJERSTVU
VI. OSNOVE PROJEKTOVANJA PROIZVODNIH SISTEMA HEMIJSKE (PROCESNE) INDUSTRIJE
VII. HEMIJSKOTNŽENJERSKA EKONOMIKA
Saznanja koja proizlaze iz građe ovog Priručnika prevazilaze napisano i navode stručnjaka da sagledava rešenja ili naslućuje puteve novih stremljenja, što u današnjem dinamičnom svetu ima izuzetan značaj.
S.Končar-Đurđević
SADRŽAJ
Predgovor
DEO I
PRIMENJENA MATEMATIKA U HEMIJSKOM INŽENJERSTVU
(Gordana Popović)
Poglavlje I
MATEMATIČKO OPISIVANJE HEMIJSKO-INŽENJERSKIH PROBLEMA
Značenje i osobine matematićkih rnodela uopšte, i u analizi i simuliranju procesa posebno
Specifičnost analize hemijsko-inženjerskih procesa
Deterministički i stohastićki matematički modeli
Sastavljanje matematičkih modela
Diferencijalne jednačine kao uobičajeni oblik matematičkih modela
Dobijanje željene informacije iz postavljenog matematičkog modela
Okviri ili izvori matematičkog opisa hemijsko-inženjerskih sistema
Postavljanje matematičkih modela za neke tipične hemijsko-inženjerske podsisteme Pražnjenje i punjenje rezervoara
Proticanje kroz otvoren i zatvoren rezervoar
Protočni rezervoar sa mešanjem u kojem se odigrava hemijska reakcija
Šaržni reaktor sa vodenim hlađenjem
Načini rešavanja jednačina matematičkog modela
Numeričke metode rešavanja matematičkih zadataka i moderni računari
Nivoi postavljanja matematičkih modela u analizi procesa
Modelovanje cevnog reaktora sa različitih nivoa pristupa
Granični usiovi
Literatura
Poglavlje II
PRIMENA STATISTIKE U HEMIJSKOM INŽENJERSTVU
Uvod i osnovni pojmovi
Verovatnoca i gustina verovatnoće
Normalna raspodela verovatnoće
Testiranje razlike između dveju aritmetičkih sredina
Izračunavanje intervala poverenjaza srednje vrednosti normalne populacije
Grafičko prikazivanje statističkih podataka
Histogrami frekvencija i kumulativni poligoni
Planovi uzorkovanja za prijem robe prema njenom kvalitetu
Jednostrani planovi uzorkovanja zasnovani na srednjim vrednostima uzorka
Dvostrani planovi uzorkovanja zasnovani na srednjim vrednostirna uzoraka
Procena intervala za odnos varijanci dveju normalnih populacija
F-test
Literatura
Poglavlje III
GRAFIČKE METODE U INŽENJERSKIM PRORAČUNIMA
Logaritamska i semiiogaritamska hartija
Logaritamska hartija
Semilogaritamska hartija
Grafičko diferenciranje
Načini pribiižnog diferenciranja grafičkim putem
Grafičko integriranje
Načini približnog integriranja grafičkim putem
Primeri hemijsko-inženjerskih proračuna na digitalnom elektronskom računaru
Literatura
Poglavlje VI
ANALOGNI ELEKTRONSKI RAČUNARI
Princip rada analognih elektronskih računara
Upotreba analognih elektronskih računara
Priprema problema za rešavanje na analognom računaru
Osnovni elementi analognih računara
Linearni elementi analognih računara
Nelinearni elementi analognih računara
Programovanje rešavanja običnih linearnih jednačina na analognom računaru
Sastavljanje analognih shema
Izračunavanje razmere na ordinati
Izračunavanje razmere na apscisi
Generiranje funkcija pomoću osnovnih elemenata računara
Generiranje eksponencijalne funkcije
Generiranje apsolutne vrednosti linearne funkcije
Izvori grešaka pri radu s analognim elektronskim računarom i mogućnosti provere rešenja
Literatura
DEO II
TERMODINAMIKA
(Bojan Đorđević, Vladimir Valent i Slobodan Šerbanović)
1. Uvod
Osnovni pojmovi
2. Principi termodinamike
Nulti princip termodinamike
Prvi princip termođinamike
Drugi princip termodinamike
Treći princip termodinamike
3. Primena termodinamičkih principa
Primena prvog principa termodinamike
Punjenje otvorenog sistema
Pražnjenje otvorenog sistema
Otvoren sistem i stacionarni procesi
Primena drugog principa termodinamike
4. Fundamentalne jednačine termodinamike
Parcijalne molarne veličine
Grafičko konstruisanje integralnih krivih
Literatura
Poglavlje IV
NUMERIČKE METODE U INŽENJERSKIM PRORAČUNIMA
Numeričko rešavanje algebarskih jednačina
Metoda sukcesivnih supstitucija
Metoda polovljerija ili bisekcije
Metoda sečice
Metoda tangente ili metoda Newton-Raphsona
Numeričko integriranje
Specijalne formuie za numeričko integriranje
Numeričko rešavanje običnih diferencijalnih jednačina
Eulerova i modifikovana Eulerova metoda
Rešavanje iste jednačine modifikovanom Eulerovom metodom
Runge-Kutta metoda
Aproksimacija tabelarno zadatih funkcija Pojam interpolacije ili aproksimacije
Kriterijumi aproksimacije
Aproksimacija metodom najmanjih kvadrata
Literatura
Poglavlje V
DIGITALNI ELEKTRONSKI RAČUNA
Opšti pojmovi
Računar kao oruđe
Osnovne osobine elektronskih računara
Opšta organizacija digitalnih računara
Primerenost posla za obavljanje na digitalnom računaru
Programi i programiranje
Priprema problema za rešavanje na digitalnom računaru
Interno prikazivanje numeričkih i nenumeričkih znakova
Interno prikazivanje nenumeričkih znakova
Medijumi za unošenje informacija u mašinu Diskontinualni i interaktivni rad računara
Tipovi terminala
Distribuirani i integrirani sistemi za obradu podataka
Rad računara u realnom vremenu
Osobine današnjih velikih računara
5. Kriterijumi ravnoteže i stabilnosti
Uslovi ravnoteže
Uslovi stabilnosti
6. Termodinamičke osobine čistih supstancija
Pomoćne termodinamičke veličine
Određivanje promena termodinamičkih veličina
Određivanje termodinamičkih veličina realnih gasova iz p-V-T podataka
Određivanje termodinamičkih veličina realnih gasova korišćenjem jednačina stanja
Određivanje termodinamičkih veličina realnih gasova korišćenjem principa korespondentnih stanja
Određivanje parametara u jednačinama stanja
Osobine zasićenih faza čiste supstancije
Naponi para (pritisci zasićenja)
Latentna toplota isparavanja
Gustina zasićene tečnosti
Fugacitet
Kritične osobine
7. Termodinamičke osobine jednofaznih višekomponentnih sistema
Parcijalne veličine
Promena osobina pri mešanju
Dopunske osobine
Parcijalne veiičine
Promene osobina pri mešanju
Dopunske osobine
Smeše idealnih gasova
Fugacitet
Koeficijent fugaciteta
Jednačine stanja realnih gasnih smeša
Primena PKS na smeše
Idealni rastvori
Aktivnost
Koeficijent aktivnosti
Raoultov (Raul) i Henryjev (Henri) zakon
Normalizacija koeficijenata aktivnosti
Modeli za koeficijente aktivnosti
Gibbs-Duhemova jednačina
8. Ravnoteža faza u smešama
Ravnoteža para-tečnost (RPT)
Ravnotežni odnos K
Tipovi faznih dijagrama
Određivanje koeficijenata aktivnosti iz eksperimentalnih podataka
Izračunavanje parametara ravnoteže na elektronskom računaru
Konstanta ravnoteže
Određivanje termodinamičkih osobina višiekomponentnih sistema neelektrolita sa polarnim komponentama pomoću kubnih jednačina stanja
Korelisanje termodinamičkih veličina čistih polarnih jedinjenja
Višekomponentne smeše (rastvori)
Literatura
Primeri na elektronskom računaru
Primer 1
Primer 2
Primer 3
DEO III
PRINCIPI I PROJEKTOVANJE TEHNOLOŠKIH OPERACIJA
Poglavlje A
OPERACIJE PRENOSA KOLIČINE KRETANJA
1. Fluidi u mirovanju (Fedor Zdanski)
Sila i napon
Hidrostatički pritisak
2. Fluidi u kretanju (Fedor Zdanski)
Viskozitet
Temperaturna promena viskoziteta
Viskozitet smeša
Elementi strujnog polja
Matematički modeli strujanja fluida
Materijalni bilans
Bilans količine kretanja
Energetski bilans
Dimenziona analiza
Dimenzije
Sličnost
Dimenziona analiza jednačine
Navier-Stokesa
Buckinghamova (Bakingamova) metoda
3. Strujanje u cevima (Fedor Zdanski)
Primena opštih zakonitosti mehanike fluida na strujanje u cevima
Hidrauličke karakteristike cevnog voda
Hidraulički proračun cevovoda
Redno vezani otpori
Paralelno vezani otpori
Složeni otpori
Proračun
Literatura
4. Mešanje (Fedor Zdanski)
Tipovi uređaja za mešanje
Snaga mešalice
Literatura
5. Disperzni sistemi (Fedor Zdanski) Karakterizacija čvrstih čestica
Faktor oblika
Poroznost nasutog sloja
Opstrujavanje fluida oko čvrstih čestica
Taloženje
Strujanje fluida kroz porozne slojeve
Opšta jednačina filtracije
6. Disperzije faza (Gordana Vunjak-Novaković)
Oblici i veličine mehura i kapi
Oblici mehura i kapi
Srednji prečnici mehura i kapi
Formiranje mehura gasa u tečnosti
Formiranje mehura iz jednog otvora
Formiranje mehura na raspodeljivačkim rešetkama
Formiranje kapi tečnosti
Formiranje kapi iz mlazeva tečnosti
Formiranje kapi iz lamela tečnosti
Dezintegracija kapi tečnosti
Raspodeljivači za dispergovanje gasa
Raspodeljivači sa otvorima
Porozni raspodeljivači
Mlaznice za dispergovanje tečnosti
Obične mlaznice
Dvofluiđne mlaznice
Rotacione mlaznice
Stabilnost mehura i kapi
Dezintegracija mehura i kapi u nepokretnom fluidu
Dezintegracija mehura i kapi u polju brzina fluida
Dezintegracija mehura i kapi u turbulentnom toku
Brzine kretanja mehura i kapi u disperzijama
Viskozni režim
Prelazni režim
Turbulentni režim
Kretanje mehura i kapi u nenjutnovskim tečnostima .
Spisak oznaka
Literatura
Poglavlje B
OPERACIJE MEHANIČKOG TRETIRANJA ČVRSTIH MATERIJALA
(Slobodan Končar-Đurđevič i Željko Grbavčić)
1. Transport (prenos) čvrstog materijala
Podela uređaja za transport čvrstog materijala
Transportni uređaji neprekidnog transporta
Trakasti transporteri
Pločasti i grabuljasti transporteri
Elevatori
Konvejeri
Zavojni transporteri
Vibracioni prenosnici
Pneumatski transport
Hidraulički transport
Gravitacioni transport
Transporteri podnog i vazdušnog transporta
Podni transport
Vazdušni transport
Metodološki pristup proračunu transportera
Tendencije razvoja
Literatura
2. Sitnjenje materijala
Teorija sitnjenja
Mašine za sitnjenje
Drobilice za grubo sitnjenje
Drobilice za srednje i fino drobljenje
Mašine za mlevenje
Mašine za superfino mlevenje
Koloidni mlinovi
Metodološki pristup proračunu mašina za sitnjenje
Tendencije razvoja
Literatura
3. Prosejavanje
Sita
Uređaji za prosejavanje
Koeficijent iskorišćenja sita
Metodološki pristup proračunu sita
Tendencije razvoja
Literatura
Poglavlje C OPERACIJE PRENOŠENJA TOPLOTI
1. Kondukcija (Aieksandar Tasić)
Opšta diferencijalna jednačina kondukcije toplote
Stacionarna kondukcija
Jednodimenzioni problemi
Dvodimenzioni problemi
Trođimenzioni problemi
Nestacionarna kondukcija
Jednodimenzioni problemi
Prenošenje toplote na istaknutim površinama
Opšta diferencijalna jednačina temperaturnog rasporeda
2. Konvekcija toplote (Bojan Đorđević i Vladimir Valent)
Prelaženje i prolaženje toplote
Prirodna konvekcija bez fazne transformacije fluida
Prinudna konvekcija bez fazne transformacije fluida
Kondenzacija pare
Kijučanje tečnosti
Literatura
3. Zračenje topiote (Vladimir Valent)
Zračenje sivih površina
Zračenje gasova
4. Toplotni bilansi (Slobodan Končar-Đurđević i Anđelka Mihajlov)
Opšti energetski bilansi
Topiotni bilansi
Prikazivanje toplotnih biiansa
Toplotni gubici
Izračunavanje toplotnog kapaciteta, entalpije i entropije
Sistemi konstantnog sastava
Izračunavanje termodinamičkih veličina u referentnom stanju
Izračunavanje promena termodinamičkih veličina sa pritiskom
Izračunavanje entaipija i entropija faznih transformacija
Izračunavanje termodinamičkih veličina smeše
Sistemi promenljivog sastava
Zaključak
Literatura
5. Cevni razmenjivači topiote (Aleksandar Tasić)
Klasifikacija rekuperativnih razmenjivača toplote
Pločasti razmenjivači toplote
Spiralni razmenjivači topiote
Cevni razmenjivači toplote
Projektovanje i analiza rada razmenjivača toplote sa omotačem
Osnovne jednačine za terinički i hidraulički proračun razmenjivača
Korelacione jednačine za određivanje koeficijenta prelaženja toplote i pada pritiska
Analiza rada razmenjivača toplote sa omotačem
6. Ukuvavanje (Aleksandar Tasić)
Klasifikacija osnovnih tipova ukuvača
Osnovne karakteristike pojedinih tipova ukuvača procesne industrije
Fizičke osobine rastvora
Temperaturna depresija
Gustina
Viskozitet
Toplotni kapacitet rastvora
Kontinuaino ukuvavanje
Jednostepeno ukuvavanje
Višestepeno ukuvavanje
Diskontinualno ukuvavanje
7. Kondenzacija i kcndenzatori (Slobodan Končar-Đurđević i Andra Tucović)
Kondenzacija
Filmska kondenzacija
Kapijičasta konđenzacija
Kondenzacija sa mešanjem fluida
Kondenzatori
Podela kondenzatora
Površinski kondenzatori
Kondenzatori s mešanjem fluida
Osnovni proračun kondenzatora
Približni proračun kondenzatora
Tendencije razvoja u kondenzacionoj tehnici
Spisak oznaka
Literatura
8. Rashladni procesi (Vladimir Vaient i Bojan Đorđević)
Mehanički rashladni procesi
Rashladna sredstva
Apsorpcioni rashladni procesi
Drugi procesi hlađenja
Kriogeni procesi
Literatura
9. Goriva i sagorevanje (Slobodanka Joksimović-Tjapkin)
Goriva
Hemijski sastav goriva
Vrste goriva
Materijalni i energetski bilansi procesa sagorevanja
Materijalni bilansi
Energetski bilans i temperatura sagorevanja
Procesi sagorevanja
Paljenje gasovitih gorivih smeša
Prostiranje plamena
Sagorevanje tečnih goriva
Sagorevanje i gasifikacija čvrstih goriva
Literatura
Poglavlje D
OPERACIJE PRENOSA MASE
1. Osnovni principi prenosa mase (Slobodan Končar-Đurđević i Srđan Pejanović)
Fenomeni i mehanizmi prenosa mase
Molekulska difuzija u istoj fazi
Molekulska difuzija u gasovima
Molekulska difuzija u tečnostima
Difuzija u struji fluida
Difuzija uz hemijsku reakciju
Koeficijenti difuznosti
Koeficijenti difuznosti gasova
Koeficijenti difuznosti u tečnostima
Koeficijenti difuznosti u multikomponentnim sistemima
Međufazni prenos mase
Diferencijalne jednačine prenosa mase
Primena teorije sličnosti i dimenzione analize na prenos mase
Nove koncepcije i pristupi
Literatura
2. Kontaktni uređaji za prenos mase sistema gas (para)-tečnost (Dušan Simonović)
Opšte razmatranje kontaktnih sistema gas-tečnost
Razmere i prenos mase u kontaktnim sistemima gas-tečnost
Uređaji gas-tečnost sa slobodnom površinom kontakta
Dinamika fluida kod uređaja sa slobodnom površinom kontakta
Prenos mase kod uređaja sa slobodnom površinom kontakta
Uređaji gas-tečnost sa barbotažom mehurova
Dinamika fluida kod uređaja sa barbotažom mehurova
Prenos mase kod uređaja sa barbotažom mehurova
Uređaji gas-tečnost sa raspršavanjem kapi
Dinamika fluida kod uređaj a sa raspršavanjem kapi
Prenos mase kođ uređaja sa raspršavanjem kapi
Spisak oznaka
Literatura
3. Apsorpcija (Svetomir Cvijović i Srđan Pejanović)
Ravnotežni podaci
Operativni podaci
Brzina apsorpcije
Modeli prenosa mase pri apsorpciji
Bezdimenzioni kriterijumi za apsorpciju pračenu hemijskom reakcijom
Rastvorljivost gasova u tečnostima
4. Destilacija (Dušan Simonović)
Ravnoteža para-tečnost
Idealni ravnotežni sistemi
Neidealni ravnotežni sistemi
Određivanje ravnotežnih parametara
Binarni sistemi
Multikomponentni sistemi
Destilacione operacije
Jednostupne destilacione operacije
Višestupne destilacione operacije
Višestupna destilacija binarnog sistema
Višestupna destilacija multikomponentnog sistema
Azeotropska i ekstraktivna destilacija
Spisak oznaka
Literatura
5. Ekstrakcija tečno-tečno (Aleksandar Š. Tolić)
Fazna ravnoteža
Fazni dijagram
Osobine trougaonih i pravougaonih faznih dijagrama
Ravnotežni dijagrami
Određivanje i korelisanje spojnica ravnoteže i binodainih linija
Izbor rastvarača
Proračun ekstrakcije
Jednostupni kontakt
Višestupni kontakt sa dovođenjem svežeg rastvarača u svaki stupanj
Protivstrujna ekstrakcija
Kompleksna protivstrujna ekstrakcija
Proračun protivstrujne ekstrakcije sa podužnim mešanjem
Proračun ekstraktora
Proračun visine ekstraktora
Proračun prečnika ekstraktora
Tipovi ekstraktora
Primeri
Primer 1
Primer 2
Literatura
6. Luženje (Aleksandar Grizo)
Osnovni principi i koncepcije
Klasifikacija metoda, sistema i uređaja za luženje
Diskontinualni sistemi
Kontinualni sistemi
Metode proračuna
Algebarska metoda
Grafička metoda
Analitičke metode
Tendencije razvoja
Literatura
7. Psihrometrija i kondicioniranje (Fedor Zdanski)
Osnovne definicije i karakteristike vlažnih gasova
Apsolutna ili specifična vlažnost
Procentna apsolutna vlažnost
Relativna vlažnost
Tačka rose
Specifična zapremina vlažnog gasa
Specifična toplota vlažnog gasa
Entalpija vlažnog gasa
Temperatura adijabatskog zasićenja (tz)
Temperatura vlažne kugle (tw)
Psihrometrijski dijagrami
Merenje vlažnosti
Interakcija vazduha i vode
8. Sušenje i sušare (Rađoslava Radosavljević)
Teorijski osnovi
Viažni materijali
Vlažnost materijala i sadržaj vlage
Termodinamička ravnoteža u sistemu vlažan materijal – vlažan gas
Kinetika sušenja
Mehanizmi prenosa vlage kroz materijal
Aproksimativne jednačine za vreme sušenja, u periodu opadajuće brzine sušenja
Jednačine za ukupno vreme sušenja zasnovane na krivoj brzine sušenja
Aproksimativne teorijske jednačine za ukupno vreme sušenja
Osnovi proračuna sušara
Materijalni i toplotni bilans
Varijante procesa sušenja
Ispitivanja na oglednim sušarama
Klasifikacija sušara
Izbor tipa sušare
Osnovni tipovi sušara
Konvektivne sušare sa nepokretnim i pokretnim slojem materijala
Konvektivne sušare sa mešanjem sloja materijala
Konvektivne sušare sa dispergovanjem materijala
Konvektivne sušare s pneumatskim transportom materijala
Kontaktne sušare
Specijalne metode sušenja i tipovi sušara
Spisak oznaka
Literatura
9. Adsorpeija i jonska razmena (Slobodan Končar-Đurdević i Džemal Hadžismajlović)
A Adsorpcija
Osnovni principi adsorpcije i adsorbensi
Podela adsorpcije
Adsorpcione ravnoteže
Toplota adsorpcije
Uticaj temperature na adsorpciju
Brzina adsorpcije
Dinamika adsorpcije
Adsorbensi
Klasifikacija faza i postupaka adsorpcije
Faze tehničke adsorpcije
Klasifikacija postupaka tehničke adsorpcije
Karakteristični adsorpcioni postupci i adsorberi
Metodoioški pristup proračunima adsorpcije
Proračun periodične stepene adsorpcije
Proračun neperiodične adsorpcije s neprekidnim slojem (II. B.)
Proračun periodične adsorpcije s nepokretnim slojem (I. B.)
Proračun adsorbera sa periodičnim radom /2/
Proračun adsorbera sa neperiodičnim radom /2/
B Jonska razmena
Mehanizam jonske razmene
Jonska razmena u prečišćavanju vode
Projektovanje jonoizmenjivačke kolone
Tendencije razvoja i primene adsorpcije i jonske razmene
Literatura
10. Kristalizacija (Svetozar Pribićević)
Osnovni principi kristalizacije
Tipovi kristalizatora
Neki češće korišćeni kristalizatori
Neki elementi kristalizatora
Energija za kristalizaciju
Podaci za proračun kristalizacije
Osnovne tendencije u razvoju kristalizacije
Literatura
11. Ostale difuzione operacije (Miian Mitrović)
Membranski separacioni procesi
Pregled membranskih procesa Vrsta i struktura membrana
Membranska ultra- i hiperfiltracija
Prenos mase kroz membranu
Koncentraciona polarizacija
Hiperfiltracioni i ultrafiltracioni uređaji
Industrijski procesi sa ultra- i hiper- filtracijom
Troškovi kod hiperfiltracije
Spisak oznaka
Literatura
DEO IV
OSNOVI TEORIJE I PROJEKTOVANJ, HEMIJSKIH REAKTORA I KATALIZA I KATALIZATORI
Poglavlje A
OSNOVI TEORIJE I PROJEKTOVANJE HEMIJSKIH REAKTORA
(Jovan Mićić)
1. Hemijska kinetika (mikrokinetika)
Osnovni pojmovi
Nekatalizovane homogene reakcije
Proste reakcije
Složene reakcije
Katalizovane reakcije
Homogene katalizovane reakcije
Heterogene katalizovane reakcije
Analiza eksperimentalnih podataka
2. Idealni reaktori
Neprotočni (šaržni) reaktor
Protočni reaktori
Reaktor sa idealnim mešanjem
Cevni reaktor
3. Postupak za proračun reaktora za izotermne reakcije u homogenim sistemima
Neprotočni reaktor
Pojedinačni protočni reaktori
Sistemi sastavljeni od više protočnih reaktora
Kaskada
Ostali sistemi
Poluprotočni reaktori
4. Raspodela proizvoda kod složenih, izotermnih reakcija u homogenim sistemima
ParaleLne reakcije
Konsekutivne reakcije
Kompleksne reakcije
5. Neizotermne reakcije u homogenim si-stemima
Adijabatski reaktori
Neadijabatski reaktori
6. Hemijski procesi u heterogenim sistemima
Procesi u sistemu fluid-čvrsta supstanca
Čestice nepromenljive veličine
Čestice promenljive veličine
Određivanje stupnja koji određuje brzinu
Proračun reaktora
Heterogeni katalitički procesi
Jednačine za brzinu
Proračun reaktora
Procesi u sistemu fluid-fluid
Izrazi za brzinu
Proračun reaktora
7. Projektovanje industrijskih reaktora
Empirijska metoda
Semiempirijske metode
Literatura
Poglavlje B KATALIZA I KATALIZATORI (Paula Putanov)
1. Uvod
2. Homogena kataliza
Katalizatori koji se primenjuju u homogenim katalitičkim reakcijama
3. Heterogena kataliza
Katalizatori koji se primenjuju u pojedinim procesima
Fizičko-hemijska karakterizacija heterogenih katalizatora
4. Eksperimentalne metode ispitivanja teksture katalizatora i poroznih materijala
(Majda Genova-Đorđević i Goran Bošković)
Određivanje specifične površine
OdređIvanje aktivne površine katalizatora
Određivanje ukupne poroznosti
Određivanje porozne strukture
Spisak simbola
Literatura
DEO V
DINAMIKA SISTEMA, INSTRUMENTACIJA I AUTOMATSKA REGULACIJA U HEMIJSKOM INŽENJERSTVU
(Milan Mitrović i Mihajlo Stambolić)
1. Instrumentacija
Merenje temperature
Dodirni termometri sa mehaničkim izlaznim signalom
Dodirni termometri sa električnim izlaznim signalom
Greške dodirnih termometara i metode korekcije
Zračni pirometri
Merenje pritiska
Merenje visokog i finog vakuuma
Merenje pritisaka i razlika pritisaka
Merenje protoka
Merači potisnute zapremine
Turbinski merači
Anularna merila
Prigušnice
Elektromagnetni merači protoka
Merenje protoka u otvorenim kanalima
Merenje nivoa
Direktne metode
Merenje preko pritiska ili diferencijalnog pritiska
Merenje pomoću pretvarača sa električnim izlaznim signalom
Merenje ostalih procesnih promenljivih
Merenje fizičkih veličina
Merenje hemijskih veličina
2. Upravljanje procesima
Prikaz merno-regulacionog sistema
Klasifikacija upravljačkih sistema
Elementi merno-regulacionog sistema
Proces
Merni instrumenti
3. Regulacija hemijsko-inženjerskih sistema
Regulacija protoka fluiDa
Regulacija pomoću ventila
Regulacija pomoću crpki
Regulacija pritiska i nivoa
Opšti sistem regulacije pritiska
Opšti slučaj regulacije nivoa
Kaskadna regulacija nivoa
Regulacija temperature kod razmenjivača toplote
Regulacioni sistem sa jednim regulacionim kolom i povratnom spregom
Kaskadni sistem regulacije
Regulacija sa upravnom spregom
Regulacija pomoću razdvajanja tokova fluida
Regulacija materijalnog bilansa i sastava kod rektifikacionih kolona
Regulacija hemijskih reaktora
Izvršni organi automatske regulacije procesa (regulacioni ventili)
Regulacioni ventii kao deo regulacionog koLa
Klasifikacija regulacionih ventila
Klasifikacija prema konstrukciji tela ventila
Klasifikacija prema konstrukciji motornog dela ventila
Klasifikacija prema broju i obliku čepova i sedišta, i broju vođica vretena
Klasifikacija prema specijalnim doDacima s obzirom na primenu
Dimenzionisanje regulacionih ventila
Turbulentno kavitirajuće strujanje
Laminarno strujanje
Strujanje u prelaznom režimu
Obrasci za gasove i pare
Obrasci za dvofazno strujanje
Spisak oznaka u obrascima za dimenzionisanje ventila
5. Izbor i specifikacija regulacionih ventila
Opšte preporuke za izbor ventila
Specifikacije regulacionih ventila
Protočna karakteristika ventila
Smer delovanja ventila
Zaptivanje
Materijali
Specifikacioni list-obrazac za regulacione ventile
Uputstvo za popunjavanje specifikacionog lista
Literatura
DEO VI
OSNOVE PROJEKTOVANJA PROIZVODNIH SISTEMA HEMIJSKE (PROCESNE) INDUSTRIJE
(Aleksandar Dedijer)
1. Investiciono-tehnička dokumentacija
2. Uvodno razmatranje – od ideje do proizvoda
3. Tehnologija – proces – sistera
4. Izbor koncepcije i sinteza sistema
Hemijska koncepcija
Tehnološka koncepcija
Sinteza sistema
5. Utvrđivanje osnova za projektovanje procesnih sistema
Fizičko-hemijske osnove – podaci i parametri
Matematička obrada rezultata
Eksperimenti u poluindustrijskim razmerama i na nivou probnog (eksperimentalnog – Pilot-plant) pogona – problemi povećanja razmera
Ostale informacije potrebne za proces
6. Optimizacija – osnovi teorije i tehnike
Optimizacija
Maksimum funkcija
Morfologija optimizacije
Opis problema – modeli procesa
7. Izbor optimalne veličine, oblika i stepena mehanizacije procesnog sistema
Tehnološke strukture sistema za proizvodnju
Iznalaženie ekonomskih optimuma veličine
Optimalni obhk pogona
Optimalni stepen mehanizacije
8. Izbor reaktora i izbor aparata i uređaja
Izbor reaktora
Izbor aparata i uređaja
Lista aparata — uređaja
9. Osnovni tipovi graflčkog predstavljanja procesa u hemijskoj industriji
10. Bilansiranje
11. Ostali elementi strukture projekta – si- stema procesa
12.Neka nova oruđa u tehnici projektovanja – računari, automatsko projektovanje
Literatura
DEO VII
HEMIJSKO-INŽENJERSKA EKONOMIKA
(Ljubiša Milosavljević, Miloš Jevtić i Zoran Popović)
1. Karakteristike procesne industrije
Klasifikacija procesne industrije
Značaj procesne industrije u ukupnoj industrijskoj proizvodnji
Primena input-output analize
2. Upravljanje proizvodnjom
Bitne tehnološke karakteristike proizvodnje
Organizacija proizvodnje
Informacioni sistemi
Informacioni sistemi u upravljanju proizvodnjom
Tokovi ishodmh i upravljačkih informacija
Informaciona baza za upravljanje proizvodnjom
Skladišta informacija – datoteke
Obrada i distribucija informacija
Automatska obrada podataka (AOP)
Primena mini i mikroračunara u procesnoj industriji
Primena matematičko-statističkih metoda u procesnoj industriji
Statističko planiranje eksperimenata
Matematičko-statistička obrada podataka
Eksperimentalna optimizacija procesa
Evolucioni postupak (EVOP) optimizacije u procesnoj industriji
3. Ekonomska analiza proizvodnje
Ocena ekonomskih karakteristika ostvarene proizvodnje
Ukupan prihod
Ocena ostvarenog obima proizvodnje i poslovanja
Ocena ekonomskih karakteristika materijalnih troškova
Ocena ekonomskih karakteristika amortizacije
Ekonomski značaj sistema za razvoj stimulacije i motivacije za rad
Literatura