Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (N2)

Sylabus przedmiotu Procesy transportu burzliwego:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Inżynieria chemiczna i procesowa
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Procesy transportu burzliwego
Specjalność Inżynieria procesowa
Jednostka prowadząca Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska
Nauczyciel odpowiedzialny Zdzisław Jaworski <Zdzislaw.Jaworski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 18 2,01,00zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy mechaniki płynów

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z zaawansowanymi metodami stosowanymi w obliczeniach transportu burzliwego w płynach, służacych również do projektowania urządzeń

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
wykłady
T-W-1Wprowadzenie. Powstawanie niestateczności przepływu. Mechanizm kaskadowego przekazywania energii kinetycznej. Ilościowe miary burzliwości. Opis matematyczny burzliwego transportu pędu. Fluktuacje burzliwe skalara. Metoda uśredniania Reynoldsa. Modele burzliwego transportu pędu, ciepła i masy. Metody funkcji gęstości prawdopodobieństwa. Symulacje wielkowirowe. Przepływy burzliwe z reakcją. Ujednorodnianie stężeń reagentów. Stałe czasowe. Metoda momentów. Metody zamknięcia. Wielofazowe przepływy burzliwe. Burzliwe przepływy nienewtonowskie. Cechy kodów numerycznej mechaniki płynów.18
18

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w wykładach18
A-W-2Studiowanie materiału, przygotowanie do zaliczenia42
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metody podające: wykład informacyjny

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów: jeden sprawdzian pisemny

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_2A_C03-12_W01
Studenci zdobywają wiedzę z zakresu formułowania i rozwiązania zagadnień transportu pędu, ciepła i masy za pomocą metod numerycznej mechniki płynów.
ICPN_2A_W02, ICPN_2A_W07T2A_W01, T2A_W03, T2A_W05C-1T-W-1M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_2A_C03-12_U01
Student potrafi dokonać analizy problemu z punktu widzenia teorii procesów transoprtuburzliwego w płynach, przeprowadzić obliczenia projektowe oraz przeanalizować uzyskane wyniki.
ICPN_2A_U09, ICPN_2A_U15T2A_U09, T2A_U15InzA2_U02, InzA2_U05C-1T-W-1M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_2A_C03-12_K01
Student jest zorientowany na samodzielne korzystanie ze specjalistycznego oprogramowanie, modelowanie oraz analizowanie procesów przenoszenia masy, pędu i energii
ICPN_2A_K01T2A_K01C-1T-W-1M-1S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C03-12_W01
Studenci zdobywają wiedzę z zakresu formułowania i rozwiązania zagadnień transportu pędu, ciepła i masy za pomocą metod numerycznej mechniki płynów.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy podanej na wykładzie.
3,0Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w nieznacznym stopniu.
3,5Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dostatecznym.
4,0Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dobrym.
4,5Student opanował pełną wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować oraz wykorzystać w znacznym stopniu.
5,0Student opanował w pełni wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją właściwie zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C03-12_U01
Student potrafi dokonać analizy problemu z punktu widzenia teorii procesów transoprtuburzliwego w płynach, przeprowadzić obliczenia projektowe oraz przeanalizować uzyskane wyniki.
2,0Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do samodzielnego sformułowania podstawowych równań i obliczeń projektowych. Nie potrafi zastosować żadnych z podanych na wykładzie metod obliczeniowych.
3,0Student potrafi sformułować proste zadanie transportowe burzliwego transportu pędu, ciepła i masy, zaprojektować i przeprowadzić niektóre obliczenia procesu w sposób odtwórczy.
3,5Student potrafi wykorzystać wiedzę teoretyczną i formułuje związki ilościowe procesów transportu burzliwego z małymi uchybieniami. Potrafi zastosować najprostsze z podanych na wykładach metody obliczania transportu burzliwego i zastosowania w projektowaniu.
4,0Student potrafi samodzielnie stworzyć model matematyczny do rozwiązania problemu projektowego. W modelu i obliczeniach projektowych występują nieliczne błędy. Potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, przygotować dane do rozwiązania problemu.
4,5Student potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, stworzyć opis matematyczny do rozwiązania zadanego problemu transportowego. Potrafi samodzielnie przygotować dane i rozwiązać problem obliczeniowy, w którym nie ma znaczących błędów.
5,0Student potrafi samodzielnie i bezbłędnie stworzyć model matematyczny do rozwiązania zadanego problemu. Potrafi samodzielnie wybrać najwłaściwszą metodę obliczeniową do rozwiązania równań modelowych.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ICHP_2A_C03-12_K01
Student jest zorientowany na samodzielne korzystanie ze specjalistycznego oprogramowanie, modelowanie oraz analizowanie procesów przenoszenia masy, pędu i energii
2,0Student nie jest świadomy konieczności stosowania nowoczesnych narzędzi obliczeniowych mechaniki płynów i rozwiazań w zadaniach projektowych, nie wykazuje aktywności w ich poszukiwaniu oraz współpracy z pozostałymi członkami grupy
3,0Student jest zorientowany na samodzielne korzystanie ze specjalistycznego narzędzia projektowego w burzliwym przepływie płynów. Popełniane przy tym błędy nie są kardynalne. Student wykazuje ograniczoną aktywność w poszukiwaniu rozwiązań oraz stara się współpracować z pozostałymi członkami grupy.
3,5Student wykonuje niektóre polecenia lidera w zakresie stosowania nowoczesnych narzędzi mechaniki płynów. Chętnie współpracuje z pozostałymi członkami grupy w zakresie rozwiazań w zadaniach projektowych.
4,0Student dokładnie wykonuje polecenia lidera i współpracuje z pozostałymi członkami grupy w sposób kreatywny i innowacyjny w uzyskiwaniu numerycznych rozwiązań procesów transportu burzliwego.
4,5Student potrafi współpracować z liderem a w razie potrzeby go kreatywnie zastąpić w zakresie zagadnień obliczeniowych burzliwego przenoszenia w płynach.
5,0Student zna metody obliczeniowe i pelni rolę lidera dobrze kierującego grupą, potrafi wykorzystać potencjał każdego z członków grupy.

Literatura podstawowa

  1. Prosnak W.J., Równania klasycznej mechaniki płynów, PWN, Warszawa, 2006
  2. Elsner J.W., Turbulencja przepływów, Polskie wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1987
  3. Jaworski Z., Numeryczna mechanika płynów w inżynierii chemicznej i procesowej, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa, 2005

Literatura dodatkowa

  1. Malczewski J., Piekarski M., Modele procesów transportu masy, pędu i energii, PWN, Warszawa, 1992
  2. Pope S.B., Turbulent flows, Cambridge University Press, Cambridge, 2000
  3. Fox R.O., Computational models for turbulent flows, Cambridge University Press, Cambridge, 2003

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie. Powstawanie niestateczności przepływu. Mechanizm kaskadowego przekazywania energii kinetycznej. Ilościowe miary burzliwości. Opis matematyczny burzliwego transportu pędu. Fluktuacje burzliwe skalara. Metoda uśredniania Reynoldsa. Modele burzliwego transportu pędu, ciepła i masy. Metody funkcji gęstości prawdopodobieństwa. Symulacje wielkowirowe. Przepływy burzliwe z reakcją. Ujednorodnianie stężeń reagentów. Stałe czasowe. Metoda momentów. Metody zamknięcia. Wielofazowe przepływy burzliwe. Burzliwe przepływy nienewtonowskie. Cechy kodów numerycznej mechaniki płynów.18
18

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w wykładach18
A-W-2Studiowanie materiału, przygotowanie do zaliczenia42
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaICHP_2A_C03-12_W01Studenci zdobywają wiedzę z zakresu formułowania i rozwiązania zagadnień transportu pędu, ciepła i masy za pomocą metod numerycznej mechniki płynów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICPN_2A_W02ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu fizyki pozwalającą na formułowanie modeli operacji, procesów i systemów związanych z inżynierią chemiczną i procesową
ICPN_2A_W07ma wiedzę o trendach rozwojowych z zakresu różnych procesów przemysłowych związanych z operacjami i procesami inżynierii chemicznej, dotyczącą ukończonej specjalności
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W05ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów i pokrewnych dyscyplin naukowych
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z zaawansowanymi metodami stosowanymi w obliczeniach transportu burzliwego w płynach, służacych również do projektowania urządzeń
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie. Powstawanie niestateczności przepływu. Mechanizm kaskadowego przekazywania energii kinetycznej. Ilościowe miary burzliwości. Opis matematyczny burzliwego transportu pędu. Fluktuacje burzliwe skalara. Metoda uśredniania Reynoldsa. Modele burzliwego transportu pędu, ciepła i masy. Metody funkcji gęstości prawdopodobieństwa. Symulacje wielkowirowe. Przepływy burzliwe z reakcją. Ujednorodnianie stężeń reagentów. Stałe czasowe. Metoda momentów. Metody zamknięcia. Wielofazowe przepływy burzliwe. Burzliwe przepływy nienewtonowskie. Cechy kodów numerycznej mechaniki płynów.
Metody nauczaniaM-1Metody podające: wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów: jeden sprawdzian pisemny
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy podanej na wykładzie.
3,0Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w nieznacznym stopniu.
3,5Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dostatecznym.
4,0Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dobrym.
4,5Student opanował pełną wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować oraz wykorzystać w znacznym stopniu.
5,0Student opanował w pełni wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją właściwie zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaICHP_2A_C03-12_U01Student potrafi dokonać analizy problemu z punktu widzenia teorii procesów transoprtuburzliwego w płynach, przeprowadzić obliczenia projektowe oraz przeanalizować uzyskane wyniki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICPN_2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
ICPN_2A_U15potrafi wykorzystywać nabytą wiedzę do krytycznej analizy i oceny funkcjonowania rozwiązań technicznych stosowanych w realizowanych procesach w zakresie ukończonej specjalności
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
T2A_U15potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA2_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
InzA2_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z zaawansowanymi metodami stosowanymi w obliczeniach transportu burzliwego w płynach, służacych również do projektowania urządzeń
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie. Powstawanie niestateczności przepływu. Mechanizm kaskadowego przekazywania energii kinetycznej. Ilościowe miary burzliwości. Opis matematyczny burzliwego transportu pędu. Fluktuacje burzliwe skalara. Metoda uśredniania Reynoldsa. Modele burzliwego transportu pędu, ciepła i masy. Metody funkcji gęstości prawdopodobieństwa. Symulacje wielkowirowe. Przepływy burzliwe z reakcją. Ujednorodnianie stężeń reagentów. Stałe czasowe. Metoda momentów. Metody zamknięcia. Wielofazowe przepływy burzliwe. Burzliwe przepływy nienewtonowskie. Cechy kodów numerycznej mechaniki płynów.
Metody nauczaniaM-1Metody podające: wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów: jeden sprawdzian pisemny
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do samodzielnego sformułowania podstawowych równań i obliczeń projektowych. Nie potrafi zastosować żadnych z podanych na wykładzie metod obliczeniowych.
3,0Student potrafi sformułować proste zadanie transportowe burzliwego transportu pędu, ciepła i masy, zaprojektować i przeprowadzić niektóre obliczenia procesu w sposób odtwórczy.
3,5Student potrafi wykorzystać wiedzę teoretyczną i formułuje związki ilościowe procesów transportu burzliwego z małymi uchybieniami. Potrafi zastosować najprostsze z podanych na wykładach metody obliczania transportu burzliwego i zastosowania w projektowaniu.
4,0Student potrafi samodzielnie stworzyć model matematyczny do rozwiązania problemu projektowego. W modelu i obliczeniach projektowych występują nieliczne błędy. Potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, przygotować dane do rozwiązania problemu.
4,5Student potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, stworzyć opis matematyczny do rozwiązania zadanego problemu transportowego. Potrafi samodzielnie przygotować dane i rozwiązać problem obliczeniowy, w którym nie ma znaczących błędów.
5,0Student potrafi samodzielnie i bezbłędnie stworzyć model matematyczny do rozwiązania zadanego problemu. Potrafi samodzielnie wybrać najwłaściwszą metodę obliczeniową do rozwiązania równań modelowych.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaICHP_2A_C03-12_K01Student jest zorientowany na samodzielne korzystanie ze specjalistycznego oprogramowanie, modelowanie oraz analizowanie procesów przenoszenia masy, pędu i energii
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICPN_2A_K01posiada świadomość potrzeby ciągłego kształcenia i doskonalenia zawodowego, potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_K01rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z zaawansowanymi metodami stosowanymi w obliczeniach transportu burzliwego w płynach, służacych również do projektowania urządzeń
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie. Powstawanie niestateczności przepływu. Mechanizm kaskadowego przekazywania energii kinetycznej. Ilościowe miary burzliwości. Opis matematyczny burzliwego transportu pędu. Fluktuacje burzliwe skalara. Metoda uśredniania Reynoldsa. Modele burzliwego transportu pędu, ciepła i masy. Metody funkcji gęstości prawdopodobieństwa. Symulacje wielkowirowe. Przepływy burzliwe z reakcją. Ujednorodnianie stężeń reagentów. Stałe czasowe. Metoda momentów. Metody zamknięcia. Wielofazowe przepływy burzliwe. Burzliwe przepływy nienewtonowskie. Cechy kodów numerycznej mechaniki płynów.
Metody nauczaniaM-1Metody podające: wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów: jeden sprawdzian pisemny
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie jest świadomy konieczności stosowania nowoczesnych narzędzi obliczeniowych mechaniki płynów i rozwiazań w zadaniach projektowych, nie wykazuje aktywności w ich poszukiwaniu oraz współpracy z pozostałymi członkami grupy
3,0Student jest zorientowany na samodzielne korzystanie ze specjalistycznego narzędzia projektowego w burzliwym przepływie płynów. Popełniane przy tym błędy nie są kardynalne. Student wykazuje ograniczoną aktywność w poszukiwaniu rozwiązań oraz stara się współpracować z pozostałymi członkami grupy.
3,5Student wykonuje niektóre polecenia lidera w zakresie stosowania nowoczesnych narzędzi mechaniki płynów. Chętnie współpracuje z pozostałymi członkami grupy w zakresie rozwiazań w zadaniach projektowych.
4,0Student dokładnie wykonuje polecenia lidera i współpracuje z pozostałymi członkami grupy w sposób kreatywny i innowacyjny w uzyskiwaniu numerycznych rozwiązań procesów transportu burzliwego.
4,5Student potrafi współpracować z liderem a w razie potrzeby go kreatywnie zastąpić w zakresie zagadnień obliczeniowych burzliwego przenoszenia w płynach.
5,0Student zna metody obliczeniowe i pelni rolę lidera dobrze kierującego grupą, potrafi wykorzystać potencjał każdego z członków grupy.