Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Modelowanie procesów technologicznych
Tok studiów:
2012/2013
Kod:
CCE-1-503-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Ceramika
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Lech Ryszard (lech@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Lech Ryszard (lech@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W005 ma wiedzę w zakresie matematyki obejmującą algebrę i analizę matematyczną, w tym metody matematyczne, niezbędne do opisu procesów chemicznych i wykonywania obliczeń chemicznych CE1A_W02 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
M_W006 posiada wiedzę z zakresu wykorzystania sprzętu komputerowego, podstawowego oprogramowania, oraz niezbędną wiedzę z zakresu dokumentacji technicznej, eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych, ma wiedzę w zakresie modelowania i projektowania materiałów ceramicznych CE1A_W03 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
Umiejętności
M_U001 potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej, posługuje się sprzętem komputerowym i programami komputerowymi, potrafi pozyskiwać i przetwarzać informacje z podręczników, czasopism, baz danych oraz Internetu i krytycznie je oceniać oraz wykorzystać w praktyce inżynierskiej CE1A_U03 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
M_U003 ma umiejętność tworzenia modeli struktur krystalicznych oraz opisu struktur nieorganicznych, w tym krzemianowych i poprawnej interpretacji diagramów fazowych istotnych z punktu widzenia technologii ceramicznych, potrafi opracować bilans materiałowy i energetyczny procesu technologicznego oraz oszacować nakład pracy konieczny do jego realizacji CE1A_U07 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy CE1A_K07 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
M_K002 dostrzega możliwość komercjalizacji rozwiązań technologii chemicznej CE1A_K09 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. audyt.
Ćwicz. lab.
Ćwicz. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt.
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W005 ma wiedzę w zakresie matematyki obejmującą algebrę i analizę matematyczną, w tym metody matematyczne, niezbędne do opisu procesów chemicznych i wykonywania obliczeń chemicznych + - - + - - - - - - -
M_W006 posiada wiedzę z zakresu wykorzystania sprzętu komputerowego, podstawowego oprogramowania, oraz niezbędną wiedzę z zakresu dokumentacji technicznej, eksploatacji maszyn i urządzeń technicznych, ma wiedzę w zakresie modelowania i projektowania materiałów ceramicznych + - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej, posługuje się sprzętem komputerowym i programami komputerowymi, potrafi pozyskiwać i przetwarzać informacje z podręczników, czasopism, baz danych oraz Internetu i krytycznie je oceniać oraz wykorzystać w praktyce inżynierskiej + - - + - - - - - - -
M_U003 ma umiejętność tworzenia modeli struktur krystalicznych oraz opisu struktur nieorganicznych, w tym krzemianowych i poprawnej interpretacji diagramów fazowych istotnych z punktu widzenia technologii ceramicznych, potrafi opracować bilans materiałowy i energetyczny procesu technologicznego oraz oszacować nakład pracy konieczny do jego realizacji + - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy + - - + - - - - - - -
M_K002 dostrzega możliwość komercjalizacji rozwiązań technologii chemicznej + - - + - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Zastosowanie arkusza przepływów w systemie do modelowania procesu chemicznego z zastosowaniem metody sekwencyjnej i układu równań w celu optymalizacji pracy linii produkcyjnej w szczególności stosowanej w metodach produkcji wyrobów ceramicznych. Planowanie eksperymentu z wykorzystaniem modelu statystycznego oraz planów wielopoziomowych, w tym planów ortogonalnych i sympleksowych. Przykłady takiego planowania w badaniach właściwości materiałów ceramicznych. Podstawy modelowania matematycznego, w tym opis systemu i ogólne oraz różniczkowe bilanse masy, pędu i ciepła. Zastosowanie sieci neuronowych w prognozowaniu wybranych właściwości tworzyw ceramicznych. Elementy teorii podobieństwa i analizy wymiarowej w zagadnieniach symulacji i powiększania skali w procesach i operacjach związanych z technologiami ceramicznymi. Modelowanie reakcji płyn – ciało stałe z wykorzystaniem modelu ogólnego, homogenicznego, zmniejszającego się rdzenia, zmniejszającego się ziarna i zmianą struktury porowatego ziarna. Mechanizmy przepływu gazu w porowatym ciele stałym: dyfuzja Knudsena, molekularna, powierzchniowa, przepływ pod wpływem różnicy ciśnień. Model kapilarno – porowaty ciała stałego.
Obecność na wykładzie jest obowiązkowa.

Ćwiczenia projektowe:

Celem zajęć jest przygotowanie założeń do projektu procesowego produkcji wybranego produktu ceramicznego z przyjętą wydajnością oraz wyznaczeniem kierunków optymalizacji pracy linii produkcyjnej.
W skład projektu wchodzi:
1. charakterystyka produktu
2. charakterystyka surowców (wsad)
3. procesy chemiczne i operacje jednostkowe wykonywane na wsadzie:
- schemat blokowy linii produkcyjnej w postaci arkusza przepływu strumieni masy w linii produkcyjnej (flowsheet),
- charakterystyki strumieni wsadu przed i po zakończeniu procesów chemicznych i operacji jednostkowych.
4. charakterystyki maszyn i urządzeń
5. jakość produkowanych wyrobów (schemat AKP)
6. wyznaczenie punktu pracy linii produkcyjnej („wąskie gardło”, model systemowy)
7. opis kluczowego procesu (chemiczna koncepcja metody produkcji – plan eksperymentu, model statystyczny lub matematyczny)
8. bilans masowy (wykres Sankeya)
9. bilans energetyczny
10. kierunki optymalizacji linii produkcji
11. Wnioski

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 150 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 38 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 31 godz
Przygotowanie do zajęć 16 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 5 godz
Wykonanie projektu 20 godz
Udział w zajęciach terenowych 8 godz
Udział w wykładach 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest prezentacja i zaliczenie projektu.
Ok=0,55e+0,45p
gdzie: Ok jest oceną końcową, e oceną z egzaminu, p oceną z projektu

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstawowego kursu matematyki, fizyki i chemii.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.Lech R., Wprowadzenie do modelowania procesów technologicznych i operacji jednostkowych w ceramice. Podstawy, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo Dydaktyczne, SU1684, Kraków 2006.
2.Lech R., Modelowanie matematyczne w technologii ceramiki. Przykłady, AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo Dydaktyczne, SU 1695, Kraków 2007.
3. Bretsznajder, S.; i inni; Podstawy ogólne technologii chemicznej; WNT; Warszawa 1973.
4. Mańczak, K.; Technika planowania eksperymentu; WNT; Warszawa 1976.
5. Łomnicki, A.; Wprowadzenie do statystyki dla przyrodników; Wyd. Naukowe PWN; Warszawa 2003.
6. Szydłowski, H; i inni; Teoria pomiarów; PWN; Warszawa 1974 lub inne dowolne wydanie.
7. Taylor, B.N.; Kuyatt, C.E.; Guidelines for evaluating and expressing the uncertainty of NIST measurement results; NIST Technical Note 1297; 1994 Edition.
8. Elnashaie, S.S.E.H.; Garhyan, Parag; Conservation equations and modeling of chemical and biochemical processes; Marcel Dekker, Inc.; New York, Basel 2003.
9. C.O. Bennett, J.E. Myers, Przenoszenie pędu, ciepła i masy, WNT, Warszawa 1967, str.70 – 91.
10. Staniszewski B., Wymiana ciepła, PWN, Warszawa 1979, str.158 – 168.
11. Tadeusiewicz, R.; Sieci neuronowe; Akademicka Oficyna Wyd.; Warszawa 1993.
12. Szirtes, T.; Applied dimensional analysis and modeling; Elsevier; Amsterdam 2007.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Wskazanym jest, aby student z własnej inicjatywy wskazał na interesujący go wyrób, który stanowił będzie przedmiot jego projektu.