Inżynieria procesowa - Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Rok akademicki:
Grupa przedmiotów:
Nazwa przedmiotu1):
INŻYNIERIA PROCESOWA
Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski3): PROCESS
4)
Kierunek studiów :
Numer katalogowy:
ECTS 2)
dokł. 2,0
ENGINEERING
Ochrona Środowiska
5)
Koordynator przedmiotu :
6)
Dr Adam Kiczko
Prowadzący zajęcia :
dr inż. Marcin Krukowski, dr Adam Kiczko, inni pracownicy jednostki realizującej
Jednostka realizująca7):
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Wydział, dla którego przedmiot jest
realizowany8):
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Status przedmiotu9):
a) przedmiot obowiązkowy
b) stopień pierwszy
Cykl dydaktyczny10):
Semestr letni
Jęz. wykładowy11): polski
Założenia i cele przedmiotu12):
Formy dydaktyczne, liczba godzin 13):
Metody dydaktyczne14):
rok 1
c) stacjonarne
Celem przedmiotu jest przekazanie wiedzy na temat inżynierii procesowej, umiejętności korzystania
przez studentów ze schematów technologicznych, wykonywania obliczeń i projektów procesowych,
dokonywania wyboru operacji jednostkowej dla rozwiązania określonego problemu
technologicznego. Identyfikacja parametrów procesowych, których kontrola jest niezbędna dla oceny
przebiegu procesu.
a) wykład;
liczba godzin 15;
b)
ćwiczenia projektowe;
liczba godzin 9;
ćwiczenia laboratoryjne; liczba godzin 6;
Wykład konwencjonalny i problemowy z wykorzystaniem środków audiowizualnych, analiza
przypadku, ćwiczenia klasyczne, eksperyment laboratoryjny, prezentacja, dyskusja
Tematyka wykładów:
Podstawy inżynierii procesowej. Właściwości płynów w ochronie środowiska. Elementy statykii
płynów (ciśnienie i parcie płynu). Bilans masowy i energetyczny przepływu płynów doskonałych
i rzeczywistych. Podstawowe prawa przepływu płynów nieściśliwych, ciągłość płynu, prawo
Bernoullego. Opory przepływu płynów w przewodach – opory liniowe (równanie Darcy-Weisbacha).
Praca układu pompa-przewód. Przepływ w ośrodkach porowatych. Prawo Poiseuille’a. Przepływy
w układach dwufazowych. Układ gaz-ciecz, ciecz-ciecz, ciało stałe-płyn. Rozdzielanie układów
niejednorodnych pod względem fazowym. Grawitacyjne rozdzielanie zawiesin (sedymentacja,
filtracja). Rozdzielanie układów niejednorodnych w polu sił odśrodkowych (odpylanie gazów).
Przenoszenie masy. Podstawy ruchu masy (molekularnego, konwekcyjnego, dyfuzyjnego).
Przenoszenie masy między fazami. Transport zanieczyszczeń w płynach. Procesy membranowe.
Ogólna charakterystyka zjawisk na granicy ciecz-błona półprzepuszczalna-ciecz. Membrany
półprzepuszczalne. Moduły membranowe. Podział i ogólna charakterystyka procesów
membranowych stosowanych w ochronie środowiska. Przykłady urządzeń do membranowego
rozdzielania mieszanin w ochronie środowiska.
Pełny opis przedmiotu15):
Tematyka ćwiczeń eksperymentalnych:
Laminarny i burzliwy ruch cieczy. Wyznaczanie granicznej wartości liczby Reynoldsa dla przepływu
wody w przewodach. Straty liniowe w przewodach pod ciśnieniem. Wyznaczanie współczynnika
filtracji gruntu metodą stałego ciśnienia. Tłoczenie cieczy - pompa wirowa. Charakterystyka pompy
wirowej w układzie szeregowym i równoległym.
Tematyka ćwiczeń audytoryjnych:
Ciśnienie hydrostatyczne, pomiar ciśnienia przy użyciu manometrów cieczowych, parcie płynów na
dowolne powierzchnie. Bilans masowy przepływu płynów doskonałych i rzeczywistych (równanie
ciągłości strumienia). Bilans energetyczny strumienia (równanie Bernoulli’ego dla płynów
doskonałych i rzeczywistych). Graficzna interpretacja równania Bernoulli’ego. Zastosowania
równania Bernoulli’ego. Opory przepływu płynu. Równanie Darcy-Weisbacha. Współczynnik oporu
dla ruchu uwarstwionego i burzliwego. Przepływ w gładkich przewodach cylindrycznych. Opory
lokalne w czasie ruchu płynów w przewodach. Przepływ przez rury szorstkie, przewężenia, kolana i
zawory (straty miejscowe). Współpraca pompy z przewodem. Współpraca pompy z przewodem.
Filtracja cieczy, prawo Darcy. Przenoszenie masy - wprowadzenie do opisu matematycznego
procesów adwekcji i dyfuzji masy w płynach; Procesy membranowe – siły napędowe i opory
transportu. Odwrócona osmoza.
Wymagania formalne (przedmioty
wprowadzające)16):
brak
Założenia wstępne17):
brak
18)
Efekty kształcenia :
01 – ma podstawową wiedzę z mechaniki
03 – korzystanie ze schematów technologicznych,
płynów, inżynierii procesowej i podstaw aparatury wykonywanie projektów procesowych;
02 – posiada wiedzę z procesów mechanicznych 04 – dokonywanie wyboru operacji jednostkowej
(rozdzielania): separacja, filtracja, fluidyzacja,
odpowiedniej dla rozwiązania określonego
wirowanie, odpylanie, procesy membranowe
problemu technologicznego
1
Sposób weryfikacji efektów
kształcenia19):
efekt 01, 02 – kolokwium na zajęciach wykładowych
efekt 03, 04 – ocena zadania projektowego
Forma dokumentacji osiągniętych
efektów kształcenia 20):
Elementy i wagi mające wpływ na
ocenę końcową21):
efekt 01, 02 – treść pytań z kolokwium z oceną
efekt 03, 04 – złożone sprawozdania projekty (w wersji elektronicznej)
efekt 01, 02 – kolokwium na zajęciach wykładowych - 50%
efekt 03, 04 – ocena sprawozdań na zajęciach ćwiczeniowych - 50%
Miejsce realizacji zajęć22):
Laboratorium mechaniki płynów
23)
Literatura podstawowa i uzupełniająca :
E.
Z.
R.
R.
M.
J.
W.
R.
L.
T.
S.
Z.
Z.
R.
A.
M.
R.
R.
K.
E.
R.
R.
T.
Kubrak, J., Kubrak: Podstawy obliczeń w inżynierii i ochronie środowiska, Wydawnictwo SGGW, W-wa, 2010;
Orzechowski, J., Prywer, R.,Zarzycki: Mechanika płynów w inżynierii i ochronie środowiska WNT, Wa-wa, 2009;
Zarzycki: Wymiana ciepła i ruch masy w inżynierii środowiska. WNT Wa-wa 2005;
Zarzycki [red.]: Zadania rachunkowe z inżynierii chemicznej. PWN, Wa-wa 1980;
Serwiński: Operacje jednostkowe w inżynierii chemicznej, WNT, Wa-wa, (dowolne wydanie);
Ciborowski: Inżynieria Chemiczna, WNT Wa-wa, (dowolne wydanie);
Ciesielczyk et al.: Przykłady i zadania z inżynierii chemicznej i procesowej;
Koch, A.Noworyta: Procesy mechaniczne w inżynierii chemicznej;
Gradoń, A. Selecki: Podstawowe procesy przemysłu chemicznego;
Kudra: „Zbiór zadań z podstaw teoretycznych inżynierii chemicznej i procesowej” WNT W-wa 1985;
Wroński, R.Pohorecki, J.Siwiński: Przykłady obliczeń z termodynamiki i kinetyki procesów inżynierii chemicznej, WNT, W-wa 1979.
Ziółkowski et al.: Podstawowe procesy inżynierii chemicznej. Przenoszenie pędu, ciepła i masy, PWN W-wa 1982.
Kembłowski, et al.: „Podstawy teoretyczne inżynierii chemicznej i procesowej”
Ven (ed): Encyclopedia of Separation Technology”, vol. 1 i 2, J. Willey, 1997;
Narębska [red.], Membrany i membranowe techniki rozdzielania, Wyd. UMK, Toruń 1997;
Mulder: Basic principles of membrane technology, Kluwer Academic Publishers, London 1991;
Rautenbach: Procesy Membranowe, WNT, Warszawa, 1996;
Zarzycki, M., Imbierowicz, M., Stelmachowski : Wprowadzenie do inżynierii i ochrony środowiska cz.1 i 2, WNT, W-wa 2007;
Rup: Procesy przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym, WNT, W-wa 2006;
Kostowski: Zbiór zadań z przepływu ciepła, Wydawnictwo politechniki Gliwickiej, 2006;
Kramkowski - Laboratorium inżynierii procesowej, W.P.Wr.,Wrocław 1981;
Zarzycki, A. Chacuk, M. Starzak.: Absorpcja i absorbery, WNT, Wa-wa 1995;
Hobler; Dyfuzyjny ruch masy i absorbery, WNT Wa-wa, 1976.
UWAGI24):
brak
Opis przedmiotu (sylabus)
Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot25) : suma cząstkowych ECTS /wpisanych poniżej/ nie musi być równa ECTS
sumarycznemu /wpisanemu na pierwszej stronie sylabusa/
Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia
…67…. h
zakładanych efektów kształcenia18) - na tej podstawie należy wypełnić pole ECTS2:
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli
…1….
akademickich:
ECTS
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia
…1….
laboratoryjne, projektowe, itp.:
ECTS
Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu 26) nr/symbol wymienionych efektów kształcenia /określonych na 1
stronie sylabusa/ posiada odniesienie do ogólnych efektów kształcenia dla kierunku Budownictwo
Nr /symbol
efektu
01
Wymienione w wierszu efekty kształcenia:
ma podstawową wiedzę z mechaniki płynów, inżynierii procesowej i podstaw
aparatury
02
posiada wiedzę z procesów mechanicznych (rozdzielania): separacja, filtracja,
fluidyzacja, wirowanie, odpylanie, procesy membranowe
03
04
korzystanie ze schematów technologicznych, wykonywanie projektów procesowych
dokonywanie wyboru operacji jednostkowej odpowiedniej dla rozwiązania
określonego problemu technologicznego
Odniesienie do efektów dla
programu kształcenia na kierunku
K_W01+++, K_W02++, K_W05+++,
K_U01+++
K_W03+++, K_W05+++, K_U01++
+,K_U02+
K_W01++, K_U01+++, K_U02+
K_U01+++, K_U08+, K_S02++,
K_S04+,
2
Całkowity nakład czasu pracy - przyporządkowania ECTS2):
Wykłady
Ćwiczenia laboratoryjne + terenowe
Udział w konsultacjach (1/3 wszystkich konsultacji)
Obecność na egzaminie
Dokończenie sprawozdań z zadań prowadzonych w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych
Przygotowanie do kolokwium
Przygotowanie pracy pisemnej
Przygotowanie do egzaminu
Razem:
15h
15h + 0h - 15h
5h
2h
1,0h x15 - 15h
2 x 0 h - 0h
0h
15h
67,0 h
2 ECTS
W ramach całkowitego nakładu czasu pracy studenta - łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na
zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykłady
15h
Ćwiczenia laboratoryjne + terenowe
15h + 0h - 15h
Udział w konsultacjach (1/3 wszystkich konsultacji)
5h
Egzamin
2h
Razem:
37 h
1,5 (1,2) ECTS
W ramach całkowitego nakładu czasu pracy studenta - łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach
zajęć o charakterze praktycznym:
Ćwiczenia laboratoryjne
15h
Dokończenie sprawozdań z zadań prowadzonych w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych
1,0h x15 - 15h
Udział w konsultacjach (1/3 wszystkich konsultacji)
5h
Razem:
35,0h
1,4 (1,2) ECTS
3