Nazwa przedmiotu: Podstawy projektowania w technologii chemicznej
Wykładowca: prof. PW dr hab. inż./Witold Warowny
Typ przedmiotu: Obowiązkowy
Poziom przedmiotu:
Program: Technologia Chemiczna
Grupa: Wspólne dla kierunku
Wydziałowy kod: CN1A_24
Semestr: 6
Punkty ECTS: 3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów kształcenia(opis): Wykłady: liczba godzin według planu studiów - 20, zapoznanie się z literaturą - 30, razem - 50; Projekty: liczba godzin według planu studiów - 10, przygotowanie do zajęć - 5, przygotowanie do kolokwium - 5, zaliczenie projektu – 5, razem - 25; Razem - 75
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich: Wykłady - 20 h, Projekty - 10 h; Razem - 30 h = 1,2 ECTS
Język Wykładowy: Polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym Projekty: liczba godzin według planu studiów - 10 h, przygotowanie do zajęć - 5 h, przygotowanie do kolokwium - 5 h, zaliczenie projektu – 5 h, razem - 25 h = 1 ECTS
Wykłady (tygodniowo) Ćwiczenia (tygodniowo) Laboratoria (tygodniowo) Projekty (tygodniowo) Lekcje komputerowe (tygodniowo) Suma godzin
20 0 0 10 0 30
Wymagania wstępne: Termodynamika chemiczna i techniczna, inżynieria chemiczna.
Limit liczby studentów: Wykład minimum 15, projekty 10-15.
Cele przedmiotu: Celem przedmiotu jest uzyskanie przez studenta wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych w zakresie wykonania założeń projektu procesowego (wyrażonego poprzez ciąg procesów i operacji jednostkowych) do wytwarzania produktów technologii chemicznych. W projektowaniu wymagana jest znajomość zagadnień technologicznych, numerycznych (obliczenia) i organizacyjnych.
Treści merytoryczne: W1 - Definicja przedmiotu, jego charakterystyka oraz podstawowe pojęcia w projektowaniu technologicznym, cykl realizacji projektowania w technologii chemicznej. W2 - Wielokierunkowe prace rozpoznawcze do realizacji projektowania technologicznego, w tym cel, produkt, rozeznanie literaturowa, kryterium czystości patentowej, badania laboratoryjne, czynnik ekonomiczny, rynki zbytu i inne dokumenty źródłowe (bazy danych, technologie). W3 - Uwarunkowania procesowe, w tym: przepływ masy i ciepła, kinetyka, skład mieszaniny, wydajność, idealne reaktory, bilanse materiałowy i energetyczny w procesach ustalonych i niestacjonarnych, analiza jednostki procesowej. W4 - Koncepcja chemiczna, w tym reakcje chemiczne, uwarunkowania termodynamiczne i inne, idealne reaktory. W5 - Koncepcja technologiczna: jednostki procesowe, zasady i reguły technologiczne, zasady doboru procesów i ich parametrów (heurystyki), powiększenie skali, schemat blokowy(ideowy). W6 - Projekt procesowy (1): założenia technologiczne, surowce, opis przebiegu procesu, badania laboratoryjne, zmiana skali, czynniki pomocnicze (inerty, woda, energia), prace rozwojowe (bilanse, modelowanie i optymalizacja), produkt(y), ścieki i odpady, organizacja i strategia. W7 - Projekt procesowy (2): metoda hierarchiczna projektowania układu, wspomaganie komputerowe badań i projektowania procesu technologicznego (symulacja i optymalizacja). W8 - Projekt procesowy (3): schemat ideowy, materiałoznawstwo, korozja, dobór aparatury, pomiary i automatyka procesu, kontrola analityczna procesu, w tym laboratoryjna, kryteria oceny układu technologicznego. W9 - Wskaźniki techniczno-ekonomiczne, schemat technologiczny opłacalność ekonomiczna procesu, optymalny cykl badawczo- projektowo- wdrożeniowy realizacji inwestycji). W10 - Projekt technologiczny, rola technologów we współpracy z innymi specjalistami, projekt techniczny, zagadnienia wdrożeniowe. P1 - Prace rozpoznawcze, założenia i dane projektowe, jednostki procesowe: operacje jednostkowe (dynamiczne, cieplne, dyfuzyjne), procesy jednostkowe (organiczne, nieorganiczne). P2 - Zakres projektowania systemu technologicznego (zasady doboru procesów i ich parametrów pracy, metoda hierarchiczna projektowania). P3 - Wybór procesu wytwarzania produktu i jego opis technologiczny, opracowanie koncepcji chemicznej dla wybranego produktu syntezy organicznej. P4 - Schemat ideowy i wybór aparatów, w tym reaktorów, przygotowanie projektu procesowego z bilansem materiałowym i rachunkiem ekonomicznym. P5 - Kolokwium zaliczające, w tym zagadnienia wykładów. P6-P7 - Zapoznanie się z obsługą pakietu symulacyjnego Chemcad, w tym z kolumnami rozdziału i reaktorami. P8-P9 - Wykorzystanie komputera do projektowania projektu własnego w oparciu o punkty 6-7 (wykres ikonowy, wprowadzenie danych projektowych, wybór aparatury, obliczenia i symulacje, bilans materiałowy i cieplny). P10 - Zaliczenie projektu własnego i omówienie projektu ostatecznego (część technologiczno-aparaturowa, kontrola analityczna procesu, zagadnienia bezpieczeństwa, korozji i doboru materiałów, pomiary i automatyka, ekonomika procesu, instrukcje ruchowe).
Metody oceny: Zgodne z Regulaminem Studiów w P.W. Kolokwium zaliczeniowe z całości materiału. Projekt własny w oparciu Chemcad.
Egzamin: nie
Spis zalecanych lektur: 1. Dylewski R.: Projekt technologiczny, Wyd. Politechniki Śląskiej, 1999. 2. Jeżowski J.: Wprowadzenie do projektowania systemów technologii chemicznej, Wyd. Politechniki Rzeszowskiej, 2001 3. Kucharski S., Głowiński J.: Podstawy obliczeń projektowych w technologii chemicznej, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, 2005. 4. Praca zbiorowa (red. L. Synoradzki, J. Wisialski): Projektowanie procesów technologicznych. Od laboratorium do instalacji przemysłowej, Wydawnictwo Politechniki Warszawskie, 2006. 5. Szarawara J., Piotrowski, J., Podstawy teoretyczne technologii chemicznej, WNT, W-wa 2010.
Witryna WWW przedmiotu: -
Uwagi dotyczące przedmiotu: Wiedza przekazana na wykładach, z powodu braku ćwiczeń i egzaminu, egzekwowana na kolokwium zaliczeniowym w części projekty.

Przedmiotowe efekty kształcenia

Kategoria: wiedza (profil ogólnoakademicki)

Efekt W10_01
Zna kryteria oceny procesu technologicznego związane z ochroną środowiska, bezpieczeństwem, ekonomią i własnością intelektualną.
Sposób weryfikacji efektu: Kolokwium (W2)

Kategoria: umiejętności (profil ogólnoakademicki)

Efekt U03_01
Potrafi zdefiniować i omówić podstawowe pojęcia stosowane w projektowaniu technologii chemicznej, w tym właściwości substancji, przemiany fizyczne i chemiczne, bilanse masy i ciepła, koncepcja chemiczna, koncepcja technologiczna, elementy projektu procesowego, kolejność realizacji projektowania procesu w technologii chemicznej i inne. Na bazie tych informacji potrafi opracować dokumentację i omówić wyniki.
Sposób weryfikacji efektu: Kolokwium (W1,W10), Zadanie projektowe (P1-P10)
Efekt U05_01
Rozumie konieczność bieżącej kontroli nowości technologicznych i potrzebę ciągłego dokształcania się w obszarze całej swojej działalności zawodowej.
Sposób weryfikacji efektu: Kolokwium (W1-W10)
Efekt U10_01
Uwzględnia w projekcie technologicznym, poza częścią projektu procesowego dalsze etapy realizacji: budowa instalacji, rozruch mechaniczny i technologiczny, instrukcje ruchowe, patent i oferta.
Sposób weryfikacji efektu: Kolokwium (W10), Zadanie projektowe (P10)
Efekt U13_02
Potrafi wykorzystać wskaźniki technologiczne (stopień przemiany, wydajność, szybkość reakcji, uwarunkowania cieplne, etc.) dooczny efektywności procesów technologicznych.
Sposób weryfikacji efektu: Kolokwium (W3-W4)
Efekt U14_03
Potrafi sformułować w przemianie fizycznej i chemicznej założenia do opracowania bilansu materiałowego i energetycznego jednostki procesowej oraz procesu technologicznego na każdym etapie projektu.
Sposób weryfikacji efektu: Kolokwium (W4-W10), Zadanie projektowe (P3-P10).
Efekt U16_03
Potrafi zaprojektować zadany proces technologiczny uwzględniając kryteria użytkowe i ekonomiczne.
Sposób weryfikacji efektu: Zadanie projektowe (P3-P10).

Kategoria: kompetencje (profil ogólnoakademicki)

Efekt K02_01
Ma świadomość stosowania technologii prawie bezodpadowych oraz oszczędnych energetycznie i surowcowo.
Sposób weryfikacji efektu: Kolokwium (W8)
Efekt K02_02
Ma świadomość przestrzegania prawa własności autorskich.
Sposób weryfikacji efektu: Kolokwium (W2)