Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Transport masy i ciepła w metalurgii
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NRCM-1-410-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Recykling i Metalurgia
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Wojnicki Marek (marekw@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Student zna podstawowe sposoby transportu ciepła. Rozumie ich znaczenie w procesach metalurgicznych. Potrafi samodzielnie dokonać uproszczeń złożonych procesów, aby móc oszacować intensywność wymiany ciepła, rozkład temperatury itp.
Ponadto stosując zaawansowane metody numeryczne jest w stanie wykonać symulacje przypadków stacjonarnych i niestacjonarnych dla złożonych układów.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna podstawowe pojęcie fizyczne, związane ze zjawiskami transportu masy i energii na sposób ciepła. Zna także niezbędne pojęcia i obiekty i techniki matematyczne. Zna postać równań przewodnictwa cieplnego i dyfuzji w różnych układach współrzędnych. Zna, rozróżnia i rozumie różne sposoby transportu energii na sposób ciepła (przewodnictwo cieplne, konwekcja, promieniowanie). RCM1A_W01 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń,
Udział w dyskusji,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi napisać i rozwiązać równanie przewodnictwa cieplnego lub równanie dyfuzji w prostych przypadkach (prosta geometria problemu i warunki brzegwe). RCM1A_U06, RCM1A_U09 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi rozwiązywać proste problemy związane z wymianą ciepła i dyfuzją (np. obliczać czas dojścia układu do równowagi termicznej czy też ustalenie się równowagowej koncentracji), oraz optymalizować parametry modelu pod kątem określonych wymagań praktycznych. RCM1A_U01 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_U003 Student potrafi przewidywać kierunek procesu fizycznego i jego jakościowe cechy bez podania kompletnego rozwiązania. Jest świadom występowania w prawdziwym układzie dodatkowych procesów fizycznych i chemicznych, potrafi oszacować wpływ takich procesów oraz poprawność stosowanego modelu. RCM1A_U01 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe pojęcie fizyczne, związane ze zjawiskami transportu masy i energii na sposób ciepła. Zna także niezbędne pojęcia i obiekty i techniki matematyczne. Zna postać równań przewodnictwa cieplnego i dyfuzji w różnych układach współrzędnych. Zna, rozróżnia i rozumie różne sposoby transportu energii na sposób ciepła (przewodnictwo cieplne, konwekcja, promieniowanie). + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi napisać i rozwiązać równanie przewodnictwa cieplnego lub równanie dyfuzji w prostych przypadkach (prosta geometria problemu i warunki brzegwe). - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi rozwiązywać proste problemy związane z wymianą ciepła i dyfuzją (np. obliczać czas dojścia układu do równowagi termicznej czy też ustalenie się równowagowej koncentracji), oraz optymalizować parametry modelu pod kątem określonych wymagań praktycznych. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi przewidywać kierunek procesu fizycznego i jego jakościowe cechy bez podania kompletnego rozwiązania. Jest świadom występowania w prawdziwym układzie dodatkowych procesów fizycznych i chemicznych, potrafi oszacować wpływ takich procesów oraz poprawność stosowanego modelu. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 120 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 33 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
  1. Wykład
    1. Podstawowe pojęcia i zależności opisujące wymianę ciepła.
    2. Praca, moc, energia – podstawowe obliczenia związane z transportem energii.
    3. Równanie przewodzenia ciepła, warunki jednoznaczności rozwiązania.
    4. Przewodzenie ciepła w jednowymiarowym, ustalonym polu temperatury dla płyty i
    walca.
    5. Przenikanie ciepła
    6. Zasady wymiany ciepła na drodze konwekcji, konwekcja swoboda i wymuszona.
    7. Modele matematyczne konwekcyjnej wymiany ciepła, teoria warstwy przyściennej.
    8. Zastosowanie teorii podobieństwa w wymianie ciepła i masy.
    9. Wymiana ciepła pomiędzy prostymi bryłami geometrycznymi (płyta, walec) a
    ośrodkiem.
    10. Podstawowe pojęcia i prawa promieniowania.
    11. Wymiana ciepła przez promieniowanie pomiędzy dowolnie położonymi
    powierzchniami ciał doskonale czarnych, współczynniki konfiguracji.
    12. Klasyfikacja wymienników ciepła. Podstawy obliczeń wymienników ciepła.
    13. Wymiana masy. Prawo dyfuzji Ficka. Dyfuzja w gazach i cieczach.
    14. Współczynnik wymiany masy, analogie pomiędzy wymianą masy i wymianą ciepła.
    15. Metody komputerowe w obliczeniach transportu masy i ciepła.

Ćwiczenia laboratoryjne (30h):

Ćwiczenia służą utrwaleniu, pogłębieniu i przede wszystkim, zrozumienia materiału przedstawionego na wykładzie, a także wyrobieniu intuicji odnośnie przebiegu procesów wymiany ciepła i masy. Ćwiczenia dostarczają narzędzi-modeli matematycznych do ilościowego opisu takich procesów (np. równanie przewodnictwa cieplnego), oraz technik służących do rozwiązywania takich modeli.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

W trakcie semestru, przewidziane są trzy sprawdziany wiadomości. Student musi zdobyć łącznie minimum 50% punktów by uzyskać zaliczenie z przedmiotu.
Student który nie uzyskał zaliczenia z przedmiotu, pisze sprawdzian zaliczeniowy z całości materiału. Wymagana minimalna liczba punktów do uzyskania zaliczenia 50%.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Zaliczony kurs matematyki i fizyki.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest oceną otrzymaną z zajęć laboratoryjnych po uwzględnieniu obecności na wykładach (plus minus 0,5).

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

Student ma prawo do jednej nieusprawiedliwionej nieobecności.
Pozostałe nieobecności wymagają usprawiedliwienia.
Wyrównywanie zaległości usprawiedliwionych odbywa się w formie samodzielnej pracy studenta w domu.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Zaliczenie podstawowego kursów z matematyki i fizyki na pierwszym roku studiów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

S. Wiśniewski: T.S. Wiśniewski,: Wymiana ciepła, WNT, Warszawa 1994r.
B. Staniszewski: Wymiana ciepła, PWN, Warszawa 1980r.
J. Szargut: Modelowanie numeryczne pól temperatury, WNT, Warszawa 1992r.
T. Hobler: Ruch ciepła i wymienniki, WNT, Warszawa, 1986.
J.P.Holman: Heat transfer, New York : McGraw-Hill, 1999

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Wojnicki, Marek; Luty-Błocho, Magdalena; Hessel, Volker; Csapó, Edit; Ungor, Ditta; Fitzner, KrzysztofMicro Droplet Formation towards Continuous Nanoparticles Synthesis, Micromachines, 9,5, p. 248.

Informacje dodatkowe:

Brak