Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Transport masy i ciepła
Course of study:
2019/2020
Code:
CIMT-1-505-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Materials Science
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Gubernat Agnieszka (gubernat@agh.edu.pl)
Module summary

Studenci na zajęciach z przedmiotu Inżynieria Chemiczna zapoznają się z podstawowymi zagadnieniami dotyczącymi pozyskiwania energii, transportu ciepła, transportu masy (przepływ płynów, suszenie, opadanie ciał stałych w płynach), reologii i pomiarów temperatury. Studenci dzięki uzyskanej wiedzy potrafią rozwiązać podstawowe problemy związane z wyżej wymienionymi zagadnieniami. Studenci poznają również aparaturę konieczną do wytworzenia energii, w której zachodzi transport ciepła i masy.

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: is able to
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną, gotowość podporządkowania się zasadom pracy w grupie i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. IMT1A_K02 Participation in a discussion,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Potrafi pracować indywidualnie i w zespole oraz przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich dostrzegać ich aspekty systemowe, pozatechniczne, w tym środowiskowe, ekonomiczne i prawne. IMT1A_U03 Test
M_U002 Potrafi zaprojektować technologię wytwarzania materiałów i opisać przebieg zjawisk fizykochemicznych zachodzących w procesach technologicznych. IMT1A_U05 Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Ma wiedzę z zakresu nauk podstawowych (matematyki, fizyki oraz chemii) niezbędną do opisu właściwości fizykochemicznych materiałów oraz do zrozumienia zjawisk występujących w materiałach przy ich wytwarzaniu i użytkowaniu. IMT1A_W01 Test
M_W002 Ma wiedzę z zakresu inżynierii materiałowej niezbędną do opisu właściwości materiałów inżynierskich, zna metody ich projektowania i wytwarzania oraz rozumie zjawiska zachodzące w tych materiałach. IMT1A_W03 Test
M_W003 Ma wiedzę z zakresu inżynierii materiałowej niezbędną do opisu właściwości materiałów inżynierskich, zna metody ich projektowania i wytwarzania oraz rozumie zjawiska zachodzące w tych materiałach. IMT1A_W03 Test
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 0 0 0 0 30 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną, gotowość podporządkowania się zasadom pracy w grupie i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. + - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi pracować indywidualnie i w zespole oraz przy formułowaniu i rozwiązywaniu zadań inżynierskich dostrzegać ich aspekty systemowe, pozatechniczne, w tym środowiskowe, ekonomiczne i prawne. + - - - - + - - - - -
M_U002 Potrafi zaprojektować technologię wytwarzania materiałów i opisać przebieg zjawisk fizykochemicznych zachodzących w procesach technologicznych. + - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma wiedzę z zakresu nauk podstawowych (matematyki, fizyki oraz chemii) niezbędną do opisu właściwości fizykochemicznych materiałów oraz do zrozumienia zjawisk występujących w materiałach przy ich wytwarzaniu i użytkowaniu. + - - - - + - - - - -
M_W002 Ma wiedzę z zakresu inżynierii materiałowej niezbędną do opisu właściwości materiałów inżynierskich, zna metody ich projektowania i wytwarzania oraz rozumie zjawiska zachodzące w tych materiałach. + - - - - + - - - - -
M_W003 Ma wiedzę z zakresu inżynierii materiałowej niezbędną do opisu właściwości materiałów inżynierskich, zna metody ich projektowania i wytwarzania oraz rozumie zjawiska zachodzące w tych materiałach. + - - - - + - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 117 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 16 h
Realization of independently performed tasks 37 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 2 h
Module content
Lectures (30h):

Wykłady są prowadzone wg następującego planu i zagadnień:
1. Podstawowe zasady , podstawowe zasady technologii chemicznej, schemat procesowy
2. Termodynamika procesów, energia, ciepło
3. Źródła energii, spalanie i właściwości paliw, niekonwencjonalne źródła energii
4. Temperatura, zerowa i trzecia zasada termodynamiki, entropia, termodynamiczna definicja temperatury,
5. Termometria, pomiary temperatury
6. Przepływ ciepła, mechanizmy wymiany ciepła, stałe materiałowe
7. Bilanse: masy, energii i pędu
8. Rozdrabnianie ciał stałych, klasyfikacja ziarnowa, metodyka pomiaru rozkładu i wielkości ziaren,
9. Płyny, statyka, dynamika, równanie ciągłości strugi, prawo Bernouliego
10. Opory przepływu, filtracja, opadanie cząstek w płynach, sedymentacja,
11. Pomiary prędkości i natężenia przepływu,
12. Homogenizacja zawiesin, ocena jednorodności,
13. Segregacja hydrauliczna, odpylanie i oczyszczanie gazów.
14. Reologia, modele reologiczne, zawiesiny i pasty,

Seminar classes (30h):

1. Ciepło i temperatura. Podstawowe zagadnienia dotyczące procesu spalania – pozyskiwania energii.
2. Charakterystyka mechanizmów transportu ciepła ( przewodzenie, konwekcja, promieniowanie). Pole temperatur – ustalone, nieustalone. Transport ciepła w warunkach ustalonych i nieustalonych. Przeliczanie temperatur podanych w różnych skalach termometrycznych.
3. Przewodność cieplna – zależność od wiązań chemicznych, struktury, mikrostruktury, temperatury, wilgotności – omówienie na przykładach. Przewodzenie ciepła przez ściany płaskie jednowarstwowe w warunkach ustalonych. Prawo Fouriera. Siła napędowa i opór cieplny.
4. Przewodzenie ciepła przez ściany płaskie wielowarstwowe w warunkach ustalonych. Spadki temperatur w zależności od właściwości cieplnych stosowanych materiałów.
5-6. Przenikanie ciepła przez ściany płaskie jedno i wielowarstwowe w warunkach ustalonych. Charakterystyka procesu, współczynnik przenikania ciepła, współczynniki wnikania ciepła, rozkład temperatur.
7-8. Przewodzenie i przenikanie ciepła przez powierzchnie cylindryczne jedno i wielowarstwowe w warunkach ustalonych. Rozkład temperatury z przegrodzie cylindrycznej. Zależność spadku temperatury w zależności od kolejności ułożenia warstw o zróżnicowanej przewodności cieplnej.
9-10. Płyny – pojęcia podstawowe. Dynamika płynów doskonałych- przepływ ustalony i nieustalony. Natężenia masowe i objętościowe przepływu płynu. Prawo ciągłości strugi- Zasada zachowania masy w procesach przepływu płynów. Prawo Bernoullie’go- zasada zachowania energii podczas przepływu płynów.
11. Przepływ płynów przez przewody o przekroju nie kołowym- średnica zastępcza, promień hydrauliczny. Płyny rzeczywiste- ogólna charakterystyka przepływu płynów rzeczywistych. Lepkość- prawo lepkości Newtona.
12-13. Dynamika płynów rzeczywistych. Charakterystyka przepływu laminarnego i turbulentnego, liczba Reynoldsa. Prędkość średnia przepływu płynów i prędkość maksymalna. Zależność pomiędzy prędkością przepływu a spadkiem ciśnienia w przewodzie. Opory przepływu płynów w przewodach. Opory związane z przepływem płynów przez przewody. Rówanie Darcy-Weisbacha. Równanie Poiseuille’a.
14. Opadanie cząstek ciał stałych w płynach (sedymentacja). Charakterystyka procesu –laminarny i turbulentny ruch cząstki w płynie. Zależność współczynnika oporu ośrodka od liczby Reynoldsa. Równanie Stokesa.
15. Suszenie jako proces jednostkowy w technologii ceramicznej. Kinetyka suszenia. Podstawowe parametry powietrza suchego i wilgotnego. Wilgotność powietrza. Zależność między wilgotnością względną powietrza a wilgotnością bezwzględną materiału suszonego. Konstrukcja wykresu suszarniczego Ramzina-Molliera. Odczytywanie zmian parametrów w oparciu o skonstruowany wykres.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Seminar classes: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunki zaliczenia seminarium:
1. W trakcie semestru przewidziane jest 5 kolokwiów (4 obliczeniowe, 1 teoretyczne),
2. Waga każdego z kolokwium to 6 pkt, kolokwium zaliczone jest od 3 pkt. Nie ma punktów ułamkowych. Kolokwium niezaliczone to 0 pkt,
3. Za aktywność na zajęciach (np. rozwiązanie zadania pod tablicą) można zdobyć 1 pkt,
4. Minimalna ilość punktów na tzw. zaliczenie to 16 pkt,
5. Wszystkie kolokwia mają być zaliczone, co wymusza poprawę niezaliczonego kolokwium (można wówczas uzyskać maksymalnie 3 pkt) lub konieczność pisania kolokwium, na którym student był nieobecny,
6. Brana pod uwagę jest obecność na zajęciach. Trzy nieobecności nieusprawiedliwione to skreślenie z listy równoznaczne z brakiem zaliczenia. Można mieć jedną nieusprawiedliwioną nieobecność,

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Seminar classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Method of calculating the final grade:

Ocenę końcową stanowi ocena z seminarium.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Studenci mogą przyjść na konsultacje do prowadzącego seminarium lub wykładowcy.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

E.Bortel, H Koneczny. Zarys technologii chemicznej
M. Serwiński. Zasady inżynierii chemicznej
C.O. Bennett, J. E. Myers. Przenoszenie pędu, ciepła i masy

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None