Modelowanie i projektowanie procesów technologicznych

"Z A T W I E R D Z A M"
Dziekan Wydziału
Nowych Technologii i Chemii
dr hab. inż. Stanisław CUDZIŁO
Warszawa, dnia ..........................
SYLABUS PRZEDMIOTU
NAZWA PRZEDMIOTU: Modelowanie i projektowanie procesów technologicznych
Kod przedmiotu: WTCCWSI-MPT
Podstawowa jednostka organizacyjna (PJO): Wydział Nowych Technologii i Chemii (WTC)
(prowadząca kierunek studiów)
Kierunek studiów: chemia
Specjalność: ekologia i monitoring środowiska
materiały wybuchowe i pirotechnika
materiały niebezpieczne i ratownictwo chemiczne
ochrona przed skażeniami
Poziom studiów:
studia pierwszego stopnia
Forma studiów:
studia stacjonarne
Język prowadzenia: polski
Sylabus ważny dla naborów od roku akademickiego 2012/2013
1. REALIZACJA PRZEDMIOTU
Osoba(y) prowadząca(-e) zajęcia (koordynatorzy): prof. dr hab. inż. Waldemar TRZCIŃSKI
PJO/instytut/katedra/zakład: WTC/Instytut Chemii/Zakład Materiałów Wybuchowych
2. ROZLICZENIE GODZINOWE
forma zajęć, liczba godzin/rygor
(x egzamin, + zaliczenie, # projekt)
semestr
punkty
ECTS
razem
wykłady
ćwiczenia
VI
60
26/x
34/+
4
Razem
60
26/x
34/+
4
laboratoria
projekt
seminarium
3. PRZEDMIOTY WPROWADZAJĄCE WRAZ Z WYMAGANIAMI WSTĘPNYMI

Matematyka
Wymagania wstępne: wiedza z matematyki na poziomie
studiów wyższych I stopnia.

Technologia informacyjna
Wymagania wstępne: znajomość metod algorytmizacji
obliczeń i języka programowania.

Technologia chemiczna
Wymagania wstępne: znajomość procesów technologicznych najważniejszych produktów chemii organicznej i nieorganicznej.

Inżynieria chemiczna
Wymagania wstępne: znajomość podstawowych procesów
inżynierii chemicznej i projektowania aparatury chemicznej
4. ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA
W1
W2
W3
U1
U2
U3
U4
U5
K1
K2
K3
odniesienie do
efektów kształcenia dla kierunku
Efekty kształcenia
Symbol
Opanował wiedzę z matematyki i informatyki pozwalająca na posługiwanie
się metodami matematycznymi w chemii. Ma wiedzę o istniejących pakietach informatycznych przydatnych w modelowaniu i projektowaniu procesów technologicznych.
Zna modele i zasady modelowania procesów technologicznych oraz podstawowe zasady projektowania tych procesów.
Ma podstawową wiedzę dotyczącą uwarunkowań prawnych i etycznych
związanych z działalnością naukową w zakresie modelowania i projektowania procesów technologicznych
Potrafi opisać matematycznie problem z zakresu inżynierii i technologii
chemicznej, dobrać odpowiednie metody numeryczne i zbudować algorytm
rozwiązania problemu.
Posiada umiejętność przygotowania prac pisemnych w języku polskim
dotyczących zagadnień z zakresu modelowania procesów technologicznych
Potrafi opisać matematycznie proste problemy z zakresu chemii i umie
dokonać krytycznej analizy rozwiązań numerycznych
Dostrzega społeczne, ekonomiczne, prawne i inne pozatechniczne skutki
działalności inżynierskiej.
Potrafi krytycznie ocenić istniejące rozwiązania z zakresu technologii chemicznej wykorzystując modelowanie numeryczne.
Ma świadomość poziomu swej wiedzy i umiejętności oraz potrafi określić
kierunki dalszego uczenia się i efektywnie realizować proces samokształcenia.
Umie zaplanować realizację zadań oraz właściwie określić priorytety służące ich realizacji.
Ma świadomość ważności pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej
K_W07
K_W19
K_W12
K_U04
K_U08
K_U12
K_U13
K_U15
K_K01
K_K03
K_K07
5. METODY DYDAKTYCZNE
Wykład z wykorzystaniem urządzeń multimedialnych.
Ćwiczenia obejmujące konstruowanie algorytmu rozwiązania problemu z zakresu technologii
chemicznej, budowę programu, wykonanie obliczeń z wykorzystaniem komputera oraz krytyczną
analizę wyników.


6. TREŚCI PROGRAMOWE
liczba godzin
lp
tematyka zajęć
1.
Wprowadzenie do modelowania i symulacji. Model
empiryczny, analogowy, fizyczny i matematyczny.
Modele symulacyjne czarnej i białej skrzynki, modele
o elementach skupionych i rozłożonych.
2
2.
Projektowanie procesów technologicznych. Przejście
od modelu laboratoryjnego do instalacji technicznej.
Powiększanie skali.
2
3.
Analiza błędów w modelowaniu i symulacji
2
4.
Interpolacja wielomianami i funkcjami sklejanymi.
Interpolacja zależności stałej równowagi chemicznej
od temperatury
2
wykł.
ćwicz.
4
lab.
proj.
semin.
5.
Aproksymacja danych doświadczalnych (aproksymacja średniokwadratowa, aproksymacja wielomianowa). Aproksymacja zależności stałej szybkości reakcji i ciepła właściwego od temperatury
2
4
6.
Przybliżone rozwiązywanie równań nieliniowych i ich
układów (metody połowienia, siecznych i stycznych)
2
4
7.
Poszukiwanie minimum funkcji jednej zmiennej
2
2
8.
Metody całkowania numerycznego (metody trapezów
i Simpsona)
2
2
9.
Rozwiązywanie układów algebraicznych równań liniowych
2
2
10.
Numeryczne metody rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych
2
4
11.
Wyznaczanie stanu równowagi chemicznej reagentów
2
4
12.
Bilans materiałowy w procesach chemicznych. Reaktory chemiczne
2
4
13.
Procesy transportu w zagadnieniach jednowymiarowych. Symulacja diagramów strumieniowych
2
4
26
34
RAZEM
7. LITERATURA
podstawowa:



L. Synoradzki, Projektowanie procesów technologicznych, Politechnika Warszawska, 2001
Z. Pakowski, M. Głębowski, Symulacja procesów inżynierii chemicznej, Politechnika Łódzka,
2001.
Cz. Rymarz, Metody numeryczne z algorytmami, 1981.
uzupełniająca:


B. A. Finlayson, Introduction to chemical engineering computing, Wiley, 2005.
Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, Metody numeryczne, Politechnika Warszawska, 1993.
8. SPOSOBY WERYFIKACJI ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA

Ćwiczenia – zaliczenie ćwiczeń na podstawie pozytywnych ocen ze sprawozdań z rozwiązania
zadań z zakresu chemii oraz inżynierii i technologii chemicznej.

Zaliczenie przedmiotu wymaga uzyskania pozytywnej oceny z egzaminu w formie pisemnej.

Osiągnięcie efektów W1, W2, W4, U4, K1 i K3 weryfikowane jest podczas egzaminu końcowego,
natomiast efekty U1, U2, U3, U5 i K2 sprawdzane są w trakcie realizacji ćwiczeń.
autor sylabusa
kierownik jednostki organizacyjnej
odpowiedzialnej za przedmiot
................................
................................
prof. dr hab. inż. Waldemar Trzciński
prof. dr hab. inż. Jerzy CHOMA