Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Technologia chemiczna (S2)
specjalność: Analiza techniczna procesów i produktów przemysłowych

Sylabus przedmiotu Modelowanie procesów przemysłu chemicznego:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Technologia chemiczna
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Modelowanie procesów przemysłu chemicznego
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Chemicznej Nieorganicznej i Inżynierii Środowiska
Nauczyciel odpowiedzialny Ryszard Kaleńczuk <Ryszard.Kalenczuk@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 15 1,00,62egzamin
laboratoriaL2 15 2,00,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka I i II
W-2Fizyka
W-3Podstawy informatyki
W-4Chemia fizyczna I

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem przedmiotu jest uzyskanie wiedzy przez Student z zakresu modelowania procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
C-2Celem przedmiotu jest ukształtowanie umiejętności Studenta w zakresie opracowywanie własnych modeli dla procesów technologii chemicznej.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.2
T-L-2Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.4
T-L-3Estymacja parametrów w równaniach nieliniowych. Ekstremum lokalne, czy globalne. Próba poszukiwania odpowiedzi. Modelowanie pracy reaktora rurowego. Pisanie własnego programu modelującego do zadanych typów reakcji.4
T-L-4Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie5
15
wykłady
T-W-1Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.2
T-W-2Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.5
T-W-3Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.2
T-W-4Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.2
T-W-5Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.4
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Przygotowanie do laboratoriów na podstawie wykładów i dostępnej literatury15
A-L-3Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu20
A-L-4Konsultacje u prowadzącego zajęcia10
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Zapoznanie się z dostępną literaturą5
A-W-3Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu7
A-W-4Konsultacje u prowadzącego zajecia3
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
M-2Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
S-2Ocena formująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań z użyciem komputera
S-3Ocena podsumowująca: Egzamin

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
TCH_2A_C04_W01
Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
TCH_2A_W06, TCH_2A_W02T2A_W01, T2A_W03InzA2_W02, InzA2_W05C-1T-W-5, T-W-3, T-W-1, T-W-4, T-W-2, T-L-3, T-L-1, T-L-2, T-L-4M-1, M-2S-1, S-3, S-2

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
TCH_2A_C04_U01
Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej. Potrafi również zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze do prowadzenia procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość.
TCH_2A_U18, TCH_2A_U19, TCH_2A_U20T2A_U13, T2A_U14, T2A_U19InzA2_U04, InzA2_U05, InzA2_U08C-2T-L-3, T-L-1, T-L-2, T-L-4M-2S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
TCH_2A_C04_W01
Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
2,0Student nie opanował lub opanował w stopniu niewystarczającym, wiedzy z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
3,0Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 60 %.
3,5Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 70 %.
4,0Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 80 %.
4,5Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 90 %.
5,0Student w pełni opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
TCH_2A_C04_U01
Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej. Potrafi również zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze do prowadzenia procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość.
2,0Student nie potrafi zaproponować własnego modelu dla procesów technologii chemicznej. Nie potrafi również, zaprojektować ani wykonać stanowiska badawczego dla procesów technologicznych ani ocenić jego poprawność i jakość.
3,0Student potrafi w stopniu dostatecznym zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 60 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
3,5Student potrafi w stopniu większym, niż dostateczny, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 70 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
4,0Student potrafi w stopniu dobrym zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 80 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
4,5Student potrafi w stopniu większym, niż dobry, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 90 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
5,0Student potrafi w stopniu bardzo dobrym, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 100 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.

Literatura podstawowa

  1. J. Legras, Praktyczne metody analizy numerycznej, WNT, Warszawa, 1974
  2. J. Czermiński, A. Iwasiewicz, Z. Paszek, A. Sikorski, Metody statystyczne w doświadczalnictwie chemicznym, PWN, Warszawa, 1974
  3. R.J. Kaleńczuk, Podstawy Informatyki dla chemików technologów, Szczecin, 1993
  4. R.J. Kaleńczuk, Podstawy flowsheetingu – materiały do wykładu, Politechnika Szczecińska, Szczecin, 2002

Literatura dodatkowa

  1. V.V. Nalimov, V.A. Cernova, Statystyczne metody planowania doświadczeń ekstremalnych, WNT, Warszawa, 1967
  2. N.R. Draper, H. Smith, Analiza regresji stosowana, PWN, Warszawa, 1973
  3. -, Opis producenta wybranego programu statystycznego, 2011

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.2
T-L-2Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.4
T-L-3Estymacja parametrów w równaniach nieliniowych. Ekstremum lokalne, czy globalne. Próba poszukiwania odpowiedzi. Modelowanie pracy reaktora rurowego. Pisanie własnego programu modelującego do zadanych typów reakcji.4
T-L-4Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie5
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.2
T-W-2Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.5
T-W-3Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.2
T-W-4Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.2
T-W-5Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.4
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Przygotowanie do laboratoriów na podstawie wykładów i dostępnej literatury15
A-L-3Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu20
A-L-4Konsultacje u prowadzącego zajęcia10
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Zapoznanie się z dostępną literaturą5
A-W-3Przygotowanie się do zaliczenia przedmiotu7
A-W-4Konsultacje u prowadzącego zajecia3
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaTCH_2A_C04_W01Student ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTCH_2A_W06ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną w zakresie technologii nieorganicznej, organicznej, polimerów i analityki chemicznej
TCH_2A_W02ma rozszerzoną wiedzę w zakresie opracowywania modeli procesów chemicznych, analizy termodynamicznej, obliczeń kinetycznych procesów chemicznych, a także optymalizacji
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
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA2_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
InzA2_W05zna typowe technologie inżynierskie w zakresie studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Celem przedmiotu jest uzyskanie wiedzy przez Student z zakresu modelowania procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
Treści programoweT-W-5Modelowanie procesowe - flowsheeting. Omówienie programu ChemCad na przykładzie wybranego procesu technologicznego.
T-W-3Typy modeli. Model jednowymiarowy z założeniem przepływu tłokowego. Model jednowymiarowy z dodaniem dyspersji wzdłużnej. Model dwuwymiarowy z efektami radialnymi.
T-W-1Typy modeli. Przygotowanie danych do modelowania. Planowanie ekstremalne.
T-W-4Metody rozwiązywania równań modelujących. Modele heterogeniczne. Stosowalność różnego typu modeli do układów rzeczywistych.
T-W-2Wyprowadzanie równań regresji. Równania liniowe. Dobór równania. Statystyczna estymacja przedziałów ufności parametrów. Równania dla wielu zmiennych. Dobór postaci równania i liczby zmiennych. Omówienie procedury „dobierania i odrzucania” metodą regresji krokowej. Równania nieliniowe. Metody estymacji parametrów równania. Metoda Marquardta. Modelowanie fizykochemiczne. Modele reaktora rurowego.
T-L-3Estymacja parametrów w równaniach nieliniowych. Ekstremum lokalne, czy globalne. Próba poszukiwania odpowiedzi. Modelowanie pracy reaktora rurowego. Pisanie własnego programu modelującego do zadanych typów reakcji.
T-L-1Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.
T-L-2Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.
T-L-4Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie
Metody nauczaniaM-1Wykład wspomagany prezentacją multimedialną
M-2Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
S-3Ocena podsumowująca: Egzamin
S-2Ocena formująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań z użyciem komputera
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował lub opanował w stopniu niewystarczającym, wiedzy z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
3,0Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 60 %.
3,5Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 70 %.
4,0Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 80 %.
4,5Student opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego w 90 %.
5,0Student w pełni opanował wiedzę z zakresu opracowywania modeli procesów technologicznych przemysłu chemicznego.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaTCH_2A_C04_U01Student potrafi, w oparciu o wiedzę zdobytą w zakresie przedmiotu, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej. Potrafi również zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze do prowadzenia procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTCH_2A_U18potrafi zaprojektować i wykonać w skali laboratoryjnej i ułamkowo-technicznej stanowisko badawcze do realizacji zadania inżynierskiego w zakresie ukończonej specjalności
TCH_2A_U19potrafi ocenić poprawność i jakość istniejących stanowisk badawczych również pod względem bezpieczeństwa pracy, zwłaszcza w zakresie ukończonej specjalności
TCH_2A_U20potrafi dokonać analizy ekonomicznej podejmowanych działań inżynierskich
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U13ma przygotowanie niezbędne do pracy w środowisku przemysłowym oraz zna zasady bezpieczeństwa związane z tą pracą
T2A_U14potrafi dokonać wstępnej analizy ekonomicznej podejmowanych działali inżynierskich
T2A_U19potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją, uwzględniającą aspekty pozatechniczne - zaprojektować złożone urządzenie, obiekt, system lub proces, związane z zakresem studiowanego kierunku studiów, oraz zrealizować ten projekt - co najmniej w części - używając właściwych metod, technik i narzędzi, w tym przystosowując do tego celu istniejące lub opracowując nowe narzędzia
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA2_U04potrafi dokonać wstępnej analizy ekonomicznej podejmowanych działań inżynierskich
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
InzA2_U08potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-2Celem przedmiotu jest ukształtowanie umiejętności Studenta w zakresie opracowywanie własnych modeli dla procesów technologii chemicznej.
Treści programoweT-L-3Estymacja parametrów w równaniach nieliniowych. Ekstremum lokalne, czy globalne. Próba poszukiwania odpowiedzi. Modelowanie pracy reaktora rurowego. Pisanie własnego programu modelującego do zadanych typów reakcji.
T-L-1Struktura programu statystycznego. Budowanie zbiorów danych. Zasady tworzenia nazw zmiennych. Typy zmiennych.
T-L-2Wpisywanie równań regresji do zbiorów danych. Estymacja parametrów w równaniach regresji liniowej różnego typu dla jednej zmiennej. Estymacja parametrów dla równań regresji wielu zmiennych. Dobór równania regresji o parametrach istotnych statystycznie - metoda regresji krokowej.
T-L-4Opanowanie techniki symulacji procesów za pomocą programu ChemCad. Modelowanie schematu technologicznego procesu omówionego na wykładzie
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne z użyciem komputera
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Kontrola postepów realizowanych zadań
S-2Ocena formująca: Ocena jakości oraz kompletności wykonanych zadań z użyciem komputera
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi zaproponować własnego modelu dla procesów technologii chemicznej. Nie potrafi również, zaprojektować ani wykonać stanowiska badawczego dla procesów technologicznych ani ocenić jego poprawność i jakość.
3,0Student potrafi w stopniu dostatecznym zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 60 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
3,5Student potrafi w stopniu większym, niż dostateczny, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 70 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
4,0Student potrafi w stopniu dobrym zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 80 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
4,5Student potrafi w stopniu większym, niż dobry, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 90 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.
5,0Student potrafi w stopniu bardzo dobrym, zaproponować własny model dla procesów technologii chemicznej oraz zaprojektować i wykonać stanowisko badawcze dla procesów technologicznych, jak również ocenić jego poprawność i jakość. Umiejętności zdobyte przez Studenta wynoszą 100 % umiejętności możliwych do uzyskania w ramach przedmiotu.