Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Inżynieria chemiczna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CTCH-1-503-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Gubernat Agnieszka (gubernat@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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.

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 TCH1A_W01 zna i rozumie w stopniu zaawansowanym prawa i zagadnienia z zakresu chemii, fizyki i matematyki, niezbędne do właściwego zrozumienia podstawowych zjawisk, praw i procesów istotnych z punktu widzenia inżynierii chemicznej TCH1A_W01 Egzamin
M_W002 zna i rozumie zasady i metody przepływu masy i energii oraz pozyskiwania, przesyłania, konwersji, magazynowania i użytkowania nośników energii TCH1A_W02 Egzamin
M_W003 ma poszerzoną wiedzę w zakresie rozpoznawania i badania właściwości związków chemicznych stanowiących podstawę dla projektowania materiałów ceramicznych, szklistych i kompozytowych TCH1A_W04 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty oraz dokonywać oceny i krytycznej analizy posiadanych informacji w oparciu o dokładne i przybliżone metody matematyczne TCH1A_U01 Egzamin
M_U002 ma umiejętność doboru surowców do zaplanowanych procesów chemicznych, potrafi zaprojektować prostą aparaturę chemiczną, proces technologiczny, zaplanować eksperymenty chemiczne, badać przebieg procesów chemicznych z wykorzystaniem metod dokładnych i przybliżonych, symulacji komputerowych oraz interpretować uzyskane wyniki TCH1A_U03 Egzamin
M_U003 potrafi wykorzystywać metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne przy rozwiązywaniu zadań inżynierskich oraz dokonać ich wstępnej oceny ekonomiczne TCH1A_U04 Egzamin
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych TCH1A_K01
M_K002 jest gotów do przestrzegania zasad etyki zawodowej i dbania o dorobek i tradycję zawodową oraz do podjęcia świadomej roli społecznej absolwenta uczelni technicznej TCH1A_K02
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 0 0 0 30 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 TCH1A_W01 zna i rozumie w stopniu zaawansowanym prawa i zagadnienia z zakresu chemii, fizyki i matematyki, niezbędne do właściwego zrozumienia podstawowych zjawisk, praw i procesów istotnych z punktu widzenia inżynierii chemicznej + - - - - + - - - - -
M_W002 zna i rozumie zasady i metody przepływu masy i energii oraz pozyskiwania, przesyłania, konwersji, magazynowania i użytkowania nośników energii + - - - - + - - - - -
M_W003 ma poszerzoną wiedzę w zakresie rozpoznawania i badania właściwości związków chemicznych stanowiących podstawę dla projektowania materiałów ceramicznych, szklistych i kompozytowych + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty oraz dokonywać oceny i krytycznej analizy posiadanych informacji w oparciu o dokładne i przybliżone metody matematyczne + - - - - + - - - - -
M_U002 ma umiejętność doboru surowców do zaplanowanych procesów chemicznych, potrafi zaprojektować prostą aparaturę chemiczną, proces technologiczny, zaplanować eksperymenty chemiczne, badać przebieg procesów chemicznych z wykorzystaniem metod dokładnych i przybliżonych, symulacji komputerowych oraz interpretować uzyskane wyniki + - - - - + - - - - -
M_U003 potrafi wykorzystywać metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne przy rozwiązywaniu zadań inżynierskich oraz dokonać ich wstępnej oceny ekonomiczne + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych + - - - - + - - - - -
M_K002 jest gotów do przestrzegania zasad etyki zawodowej i dbania o dorobek i tradycję zawodową oraz do podjęcia świadomej roli społecznej absolwenta uczelni technicznej + - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 125 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 16 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 5 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 37 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):

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,

Zajęcia seminaryjne (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.

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.
  • Zajęcia seminaryjne: Na zajęciach seminaryjnych podstawą są zadania obliczeniowe i problemy teoretyczne oraz dyskusja 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:

Seminarium:
W trakcie semestru przewidziane jest 5 kolokwiów (4 obliczeniowe, 1 teoretyczne). Waga każdego z kolokwium to 6 pkt, kolokwium zaliczone jest od 3 pkt. Nie ma punktów ułamkowych. Kolokwium niezaliczone to 0 pkt. Za aktywność na zajęciach można zdobyć 1 pkt. 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. Brana pod uwagę jest obecność na zajęciach. Trzy nieobecności nieusprawiedliwione to skreślenie z listy równoznaczne z brakiem zaliczenia. Można mieć jedną nieusprawiedliwioną nieobecność w trakcie semestru.
Egzamin:
Egzamin jest pisemny, obejmujący zagadnienia poruszane na wykładach i seminariach. Egzamin obejmuje 8 pytań opisowych i dwa zadania, suma to 10 pkt. Trwa godzinę.
Istnieje możliwość zorganizowania egzaminu tzw. zerowego. Student musi spełnić następujące warunki: 1) zaliczyć wszystkie kolokwia w pierwszym terminie, 2) uzyskać na zaliczenie seminarium ocenę nie niższą od 4,5.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – 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.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci rozwiązują problemy obliczeniowe i teoretyczne na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocenę końcową stanowi średnia ocen z egzaminu i seminarium.

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

Student może przyjść na konsultacje do prowadzącego seminarium lub wykładowcy.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak