- Nazwa przedmiotu:
- Podstawy obliczeń inżynierskich/ Fundamentals of Engineering Balances Calculations
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. inż. Leon Gradoń
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Materiałowa
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- POI-O1
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2013/2014
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Łączna liczba godzin pracy studenta – 80 godzin, w tym:
1) obecność na wykładzie – 30 godzin,
2) udział w konsultacjach – 5 godzin,
3) przygotowanie się do kolokwiów, opracowywanie zadań zleconych przez prowadzącego - 45 godzin.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Wykład 30 godzin = 1 punkt ECTS.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- -
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- -
- Limit liczby studentów:
- bez limitu studentów
- Cel przedmiotu:
- Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z procesami przetwarzania materii i towarzyszących im zjawisk fizycznych, fizykochemicznych oraz przemian chemicznych.
- Treści kształcenia:
- 1. Pojęcia procesów ustalonych i nieustalonych w czasie. Wielkości podlegające bilansowaniu. Pojęcia wielkości intensywnych i ekstensywnych. Przykłady wielkości tworzących akumulację. Pojęcia wartości danej wielkości, układy jednostek i sposoby przeliczania jednostek; przykłady przeliczania jednostek z różnych układów dla przypadków prostych i złożonych zależności funkcyjnych.
2. Klasyfikacja procesów przetwarzania:
• procesy ciągłe, okresowe i półokresowe,
• pojęcia strumieni masowych i objętościowych,
• przykłady procesów ciągłych i okresowych;
• analiza przydatności poszczególnego typu procesów dla konkretnych przypadków przekształcania materii.
3. Podstawowa zasada bilansu masowego; procedury postępowania przy sporządzaniu bilansów; dobór składnika kluczowego; dobór jednostek; pojęcia stężeń masowych i molowych składników; przykład procedury postępowania przy sporządzaniu bilansu; określenie niewiadomych; bilans jako źródło znajdowania niewiadomych poprzez układ równań bilansowych; przykłady obliczeń inżynierskich opartych na bilansie masowym; bilans masy w aparacie i w układzie aparatów; przykłady obliczeń w przypadku procesów z reakcją chemiczną i bez reakcji chemicznej; zasada bilansowania jako źródło do wykonania obliczeń inżynierskich; przykłady obliczeń dla prostych i złożonych powiązań pomiędzy podobszarami bilansowymi;
4. Bilanse energetyczne; formy energii wykorzystywane w bilansach i zależności pomiędzy nimi; podstawowe pojęcia termodynamiczne; metody szacowania udziału poszczególnych form energii składających się na bilans; sposoby oceny błędu wynikającego z przyjętych uproszczeń; pojęcie układu zamkniętego i otwartego dla bilansu energetycznego; praca zewnętrzna, ciepło zewnętrzne, energia wewnętrzna i entalpia; związki pomiędzy tymi wielkościami w kontekście bilansu energetycznego; ogólna zasada bilansu energii; procedura postępowania przy sporządzaniu bilansu; Przedstawienie procedury bilansowania na przykładach; przykłady obliczeń inżynierskich związanych z bilansem energii dla układów otwartych i zamkniętych, z przemianą chemiczną i bez przemiany chemicznej; bilanse reaktorów ciągłych i okresowych; bilanse układów separacyjnych;
5. Podstawy bilansowania populacji w układach makroskopowych; Przykłady obliczeń inżynierskich wykorzystujących bilans populacji: w bioinżynierii (bilansowanie populacji mikroorganizmów w bioreaktorze) i technologii (bilansowanie populacji kryształów w krystalizatorach o działaniu ciągłym i okresowym);
6. Informacja o metodach obliczeniowej mechaniki płynów (CFD). Koncepcja bilansowania; Galeria zastosowań obejmie przemysł chemiczny, lotniczy, samochodowy, zastosowania biomedyczne (filmy, zdjęcia).
7. Metody numeryczne symulacji zjawisk i procesów fizycznych oraz predykcji własności materiałów.
- Metody oceny:
- Dwa kolokwia z całości materiału.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- A. Selecki, L. Gradoń, „Podstawowe procesy przemysłu chemicznego”, WNT, Warszawa 1985 (istnieje wersja elektroniczna) R. Fedler, R. Rousseau, „Elementary pronciples of chemical processes”, Wiley, New York 1986
- Witryna www przedmiotu:
- brak
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt POI_W1
- Ma wiedzę na temat: procesów ustalonych i nieustalonych w czasie, wielkości podlegających bilansowaniu, pojęć wielkości intensywnych i ekstensywnych, przykładów wielkości tworzących akumulację, wartości danej wielkości, układów jednostek i sposobów przeliczania jednostek dla przypadków prostych i złożonych zależności funkcyjnych.
Weryfikacja: Kolokwium sprawdzające
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_W02, IM_W03, IM_W04
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W01, T1A_W02
- Efekt POI_W2
- Ma wiedzę dotyczącą strumieni masowych i objętościowych
Weryfikacja: Kolokwium sprawdzające
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_W03, IM_W04
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W02
- Efekt POI_W3
- Ma wiedzę dotyczącą bilansów masowych, objętościowych i energetycznych
Weryfikacja: Kolokwium sprawdzające
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_W02, IM_W03, IM_W04
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W01, T1A_W01, T1A_W02
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt POI_U1
- Potrafi wykonać obliczenia przepływów masowych i objętościowych dla procesów z reakcją chemiczną i bez niej
Weryfikacja: Kolokwium sprawdzające
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_U08, IM_U09
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09
- Efekt POI_U2
- Potrafi wykonać oblicznenia bilansu energetycznego dla układów otwartych i zamkniętych
Weryfikacja: Kolokwium sprawdzające
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_U08, IM_U09
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U08, T1A_U09, T1A_U08, T1A_U09
- Efekt POI_U3
- Na podstawie wiedzy uzyskanej w trakcie zajęć oraz analizy zalecanej literatury fachowej lub innych fachowych źródeł rozwija - poprzez pracę własną - swoje umiejętności i wiedzę nt. procesów przetwarzania materii i towarzyszących im zjawisk fizycznych, fizykochemicznych oraz przemian chemicznych.
Weryfikacja: Kolokwium.
Powiązane efekty kierunkowe:
IM_U05
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U05