Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Modelowanie procesów technologicznych
Course of study:
2015/2016
Code:
CTC-2-205-TM-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Technologia materiałów budowlanych
Field of study:
Chemical Technology
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Lech Ryszard (lech@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Lech Ryszard (lech@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych TC2A_K02 Examination,
Presentation,
Project
M_K002 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych TC2A_K07 Examination,
Presentation,
Project
Skills
M_U001 potrafi zaprojektować i wytworzyć wyrób ceramiczny o określonych parametrach użytkowych TC2A_U13 Examination,
Presentation,
Project
M_U002 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych TC2A_U19 Examination,
Presentation,
Project
Knowledge
M_W003 ma poszerzoną wiedzę w zakresie fizyki, w tym fizyki ciała stałego, niezbędną do zrozumienia i opisu zjawisk zachodzących w procesach technologicznych TC2A_W02 Examination,
Presentation,
Project
M_W004 ma poszerzoną wiedzę w zakresie matematyki, przydatną do opisu i modelowania procesów technologicznych TC2A_W03 Examination,
Presentation,
Project
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych + - - + - - - - - - -
M_K002 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych + - - + - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi zaprojektować i wytworzyć wyrób ceramiczny o określonych parametrach użytkowych + - - + - - - - - - -
M_U002 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych + - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W003 ma poszerzoną wiedzę w zakresie fizyki, w tym fizyki ciała stałego, niezbędną do zrozumienia i opisu zjawisk zachodzących w procesach technologicznych + - - + - - - - - - -
M_W004 ma poszerzoną wiedzę w zakresie matematyki, przydatną do opisu i modelowania procesów technologicznych + - - + - - - - - - -
Module content
Lectures:

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 materiałow 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 związnych 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.
Obecnośc na wykładzie jest obowiązkowa.

Project classes:

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
12. Dwa pytania do słuchaczy kierunkujące dyskusję nad projektem.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 120 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Examination or Final test 2 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Contact hours 31 h
Preparation for classes 16 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 5 h
Completion of a project 15 h
Participation in fieldworks 8 h
Participation in lectures 28 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

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

Prerequisites and additional requirements:

Znajomośc podstawowego kursu matematyki, fizyki i chemii.

Recommended literature and teaching resources:

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.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

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