Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Modelowanie procesów technologicznych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CTCH-2-302-AK-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Lech Ryszard (lech@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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 ma poszerzoną wiedzę w zakresie fizyki, w tym fizyki ciała stałego, niezbędną do zrozumienia i opisu zjawisk zachodzących w procesach technologicznych TCH2A_W01 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
M_W002 ma poszerzoną wiedzę w zakresie matematyki, przydatną do opisu i modelowania procesów technologicznych TCH2A_W01 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi zaprojektować i wytworzyć wyrób ceramiczny o określonych parametrach użytkowych TCH2A_U05 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
M_U002 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych TCH2A_U02 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych TCH2A_K01 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
M_K002 potrafi wykorzystać wiedzę matematyczną do opisu i modelowania procesów w technologiach ceramicznych TCH2A_K02 Egzamin,
Prezentacja,
Projekt
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 30 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 ma poszerzoną wiedzę w zakresie fizyki, w tym fizyki ciała stałego, niezbędną do zrozumienia i opisu zjawisk zachodzących w procesach technologicznych + - - + - - - - - - -
M_W002 ma poszerzoną wiedzę w zakresie matematyki, przydatną do opisu i modelowania procesów technologicznych + - - + - - - - - - -
Umiejętności
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 + - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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 + - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 116 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 16 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 13 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):

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.

Ćwiczenia projektowe (30h):

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.

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 projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

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.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomośc 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.