Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Inżynieria procesów w technologiach przetwórczych
Sylabus przedmiotu Problemy obliczeniowe sieci gazowych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Problemy obliczeniowe sieci gazowych | ||
| Specjalność | Inżynieria procesów ekoenergetyki | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Jolanta Szoplik <Jolanta.Szoplik@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 6 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Procesy dynamiczne |
| W-2 | Podstawy termodynamiki płynów |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie Studentów z wybranymi przepisami regulującymi bezpieczny transport gazu ziemnego siecią rurociągów. |
| C-2 | Zapoznanie Studentów z procesami towarzyszącymi transportowi rurociągowemu gazu ziemnego pod zwiększonym ciśnieniem. |
| C-3 | Zapoznanie Studentów z metodami obliczeniowymi parametrów eksploatacyjnych sieci gazowych. |
| C-4 | Ukształtowanie umiejętności obliczania ważnych parametrów charakteryzujących pracę sieci gazowych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Obliczanie ważnych parametrów gazu o jakości gazociągowej. | 2 |
| T-A-2 | Obliczanie średniego ciśnienia i temperatury gazu w gazociągu wysokiego ciśnienia. Obliczanie temperatury tworzenia się hydratów gazowych. Obliczanie ciśnienia gazu w dowolnym punkcie gazociągu. | 2 |
| T-A-3 | Obliczenia hydrauliczne gazociągów wysokiego ciśnienia (spadku ciśnienia, długości, średnicy). Obliczanie zdolności przesyłowej i przepustowości gazociągu wysokiego ciśnienia. Obliczanie pojemności magazynowej gazociągu wysokiego ciśnienia. | 3 |
| T-A-4 | Obliczenia hydrauliczne gazociągów średniego i niskiego ciśnienia (spadku ciśnienia, długości, średnicy). Zastosowanie I oraz II prawa Kirchhoffa w obliczeniach sieci gazowych o strukturze rozgałęzionej lub pierścieniowej. | 2 |
| T-A-5 | Obliczanie przykładowego fragmentu sieci niskiego ciśnienia o strukturze rozgałęzionej. | 2 |
| T-A-6 | Obliczanie przykładowego fragmentu sieci niskiego ciśnienia o strukturze pierścieniowej. | 2 |
| T-A-7 | Kolokwium | 2 |
| 15 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Projekt gazociągu wysokiego ciśnienia lub sieci gazowej niskiego ciśnienia. | 15 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podział paliw gazowych zgodnie z Polską Normą. Charakterystyka gazu ziemego o jakości gazociągowej. | 2 |
| T-W-2 | Budowa i podział sieci gazowych oraz charakterystyka podstawowych jej elementów. Podstawowe definicje związane z transportem gazu siecią gazociągową. Wyznaczanie stref zagrożonych wybuchem w wyniku emisji metanu z sieci gazowej. | 2 |
| T-W-3 | Struktura i charakterystyka sieci gazowej w Polsce. Wybrane aspekty ustaw: Prawo Budowlane, Prawo energetyczne, Rozporządzenie Ministra Gospodarki w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać sieci gazowe. | 2 |
| T-W-4 | Gazociągi wysokiego ciśnienia - budowa, materiały do budowy, metody łączenia, próby szczelności i wytrzymałości. | 2 |
| T-W-5 | Obliczanie spadku ciśnienia gazu podczas transportu siecią wysokiego ciśnienia na podstawie równań i nomogramów. Obliczanie ekonomicznej średnicy gazociągu. Dobór średnic gazowciągów magistralnych. Zmiana ciśnienia w czynnym gazociągu magistralnym. | 3 |
| T-W-6 | Stacja sprężania gazu ziemnego - budowa i metody obliczania poszczególnych jej komponentów. Wyznaczanie optymalnej liczby tłoczni pośrednich. Sprężanie gazu ziemnego. | 3 |
| T-W-7 | Stacje gazowe: pomiarowe, rozdzielcze lub redukcyjne I i II stopnia - budowa i obliczanie poszczególnych jej elementów. Redukcja ciśnienia gazu. | 3 |
| T-W-8 | Gazociągi podwyższonego średniego, średniego i niskiego ciśnienia - budowa, materiały do budowy, metody łączenia. Urządzenia do pomiaru przepływu. Reżim ciśnieniowy gazowych sieci rozdzielczych. | 2 |
| T-W-9 | Obliczanie spadku ciśnienia gazu podczas transportu siecią średniego lub niskiego ciśnienia na podstawie równań i nomogramów. | 2 |
| T-W-10 | Metody obliczeniowe ważnych parametrów eksploatacyjnych sieci gazowych (węzłowe lub oczkowe). | 2 |
| T-W-11 | Metody wyznaczania zapotrzebowania na gaz oraz szacowania obciążenia sieci gazowej. Zmienność poboru gazu w czasie. | 2 |
| T-W-12 | Metody prezentowania struktury sieci gazowej. Podstawy teorii grafów. Stytyczna symulacja przepływu gazu w sieci niskiego ciśnienia. Prezentacja i porównanie wybranych programów symulacyjnych do obliczeń hydraulicznych sieci gazowych wysokiego lub niskiego ciśnienia. | 3 |
| T-W-13 | Zaliczenie pisemne. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-A-2 | Przygotowanie do kolokwium I oraz II | 10 |
| 25 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 9 |
| A-P-2 | Praca nad projektem | 15 |
| A-P-3 | Konsultacje | 1 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Studiowanie wskazanej literatury branżowej | 8 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 10 |
| A-W-4 | Konsultacje | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny |
| M-2 | ćwiczenia przedmiotowe |
| M-3 | metoda projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: 2 kolokwia sprawdzające poszczególne partie materiału realizowanego na ćwiczeniach, forma pisemna, czas trwania 2 razy po 45 min. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: 1 kolokwium sprawdzające przyswojenie materiału realizowanego na wykładach, forma pisemna, czas trwania 90 min, realizowane na ostatnich zajęciach. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ustne zaliczenie pracy projektowej, przedstawianej do oceny w postaci pisemnego opracowania zadanego tematu. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C04-10b_W05 Student posiada wiedzę o podstawowych przemianach termodynamicznych gazu podczas transportu gazu o jakości gazociągowej siecią rurociągów. | ICHP_2A_W05 | — | — | C-2 | T-W-6, T-W-7 | M-1 | S-2 |
| ICHP_2A_C04-10b_W07 Student ma wiedzę o tradycyjnych i nowoczesnych metodach i technikach wyznaczania ważnych parametrów eksploatacyjnych sieci do transportu paliw gazowych. | ICHP_2A_W07 | — | — | C-3, C-4 | T-A-5, T-A-6, T-P-1, T-W-9, T-W-12, T-W-5, T-W-11 | M-2, M-3, M-1 | S-3, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C04-10b_U08 Student potrafi wykonać obliczenia analityczne lub symulacyjne wszystkich ważnych parametrów charakteryzujących przepływ gazu oraz sieć rurociągów. | ICHP_2A_U08 | — | — | C-3, C-4 | T-A-2, T-A-3, T-A-5, T-A-6, T-A-4, T-P-1, T-W-9, T-W-10, T-W-12, T-W-5, T-W-11 | M-2, M-3, M-1 | S-3, S-1 |
| ICHP_2A_C04-10b_U13 Student posiada umiejętności niezbędne do pracy związanej z transportem paliw gazowych, potrafi wskazać potencjalne niebezpieczeństwo związane z transportem gazu siecią rurociągów oraz wykonuje stosowne obliczenia. | ICHP_2A_U13 | — | — | C-3, C-4, C-1 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-P-1, T-W-1, T-W-3, T-W-2 | M-2, M-3, M-1 | S-3, S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C04-10b_K01 Student posiada świadomość ciągłego dokształcania zawodowego w zakresie poznawania nowych metod i narzędzi obliczania złożonych struktur sieci gazowych oraz chętnie dzieli się swoją wiedzą z innymi. | ICHP_2A_K01 | — | — | C-3, C-4, C-1 | T-A-3, T-A-4, T-P-1, T-W-1, T-W-3, T-W-4, T-W-6, T-W-7, T-W-8 | M-3, M-1 | S-3 |
| ICHP_2A_C04-10b_K02 Student ma świadomość wpływu własnej pracy i podejmowanych decyzji na proces transportu gazu siecią oraz środowisko naturalne. | ICHP_2A_K02 | — | — | C-4, C-1 | T-P-1 | M-2, M-3, M-1 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C04-10b_W05 Student posiada wiedzę o podstawowych przemianach termodynamicznych gazu podczas transportu gazu o jakości gazociągowej siecią rurociągów. | 2,0 | Student nie umie wymienić podstawowych przemian termodynamicznych gazu towarzyszących transportowi rurociągowemu. |
| 3,0 | Student umie wymienić i wskazać miejsce występowania podstawowych przemian termodynamicznych gazu, towarzyszących transportowi rurociągowemu. | |
| 3,5 | Student umie wymienić, wskazać miejsce występowania i krótko opisać podstawowe przemiany termodynamiczne gazu, towarzyszące transportowi rurociągowemu. | |
| 4,0 | Student umie wymienić, wskazać miejsce występowania i szczegółowo scharakteryzować przemiany termodynamiczne gazu, towarzyszące transportowi rurociągowemu. | |
| 4,5 | Student umie wymienić, wskazać miejsce występowania i szczegółowo scharakteryzować przemiany termodynamiczne gazu, towarzyszące transportowi rurociągowemu. Student ma wiedzę na temat metod obliczaniowych wybranych wielkości charakteryzujących te przemiany. | |
| 5,0 | Student umie wymienić, wskazać miejsce występowania i szczegółowo scharakteryzować przemiany termodynamiczne gazu, towarzyszące transportowi rurociągowemu. Student ma wiedzę na temat metod obliczaniowych wybranych wielkości charakteryzujących te przemiany i umie je zastosować. | |
| ICHP_2A_C04-10b_W07 Student ma wiedzę o tradycyjnych i nowoczesnych metodach i technikach wyznaczania ważnych parametrów eksploatacyjnych sieci do transportu paliw gazowych. | 2,0 | Student nie zna żadnych metod wyznaczania parametrów eksploatacyjnych sieci rurociągowych. |
| 3,0 | Student potrafi jedynie wymienić najważniejsze parametry eksploatacyjne sieci rurociągowych i wskazać metody ich wyznaczania. | |
| 3,5 | Student potrafi wymienić najważniejsze parametry eksploatacyjne sieci rurociągowych, wskazać i scharakteryzować metody ich wyznaczania. | |
| 4,0 | Student potrafi wymienić najważniejsze parametry eksploatacyjne sieci rurociągowych, wskazać, scharakteryzować i porównać kilka znanych metod wyznaczania tych wielkości. | |
| 4,5 | Student potrafi wymienić wszystkie istotne parametry eksploatacyjne sieci rurociągowych oraz wskazać, scharakteryzować i porównać kilka znanych metod wyznaczania tych wielkości. Student ma wiedzę o nowowczesnych technikach obliczeniowych układów sieciowych do transportu paliw gazowych. | |
| 5,0 | Student potrafi wymienić wszystkie istotne parametry eksploatacyjne sieci rurociągowych oraz wskazać, scharakteryzować i porównać kilka znanych metod wyznaczania tych wielkości. Student ma wiedzę o nowowczesnych technikach obliczeniowych układów sieciowych do transportu paliw gazowych i potrafi podać przykłady ich wykorzystania w praktyce. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C04-10b_U08 Student potrafi wykonać obliczenia analityczne lub symulacyjne wszystkich ważnych parametrów charakteryzujących przepływ gazu oraz sieć rurociągów. | 2,0 | Student nie potrafi wykonać obliczeń nawet podstawowych wielkości charakteryzujących przepływ gazu lub sieć gazową. |
| 3,0 | Student potrafi wykonać obliczeń tylko podstawowych wielkości charakteryzujących przepływ gazu lub sieć rurociągów. | |
| 3,5 | Student potrafi wykonać obliczenia wszystkich wielkości charakteryzujących przepływ gazu lub sieć rurociągów. | |
| 4,0 | Student potrafi wykonać obliczenia wszystkich wielkości charakteryzujących przepływ gazu lub sieć rurociągów. Student potrafi wykonać analogiczne obliczenia metodą analityczną i symulacyjną. | |
| 4,5 | Student potrafi wykonać obliczenia wszystkich wielkości charakteryzujących przepływ gazu lub sieć rurociągów. Student potrafi wykonać analogiczne obliczenia metodą analityczną i symulacyjną oraz porównać uzyskane wyniki. | |
| 5,0 | Student potrafi wykonać obliczenia wszystkich wielkości charakteryzujących przepływ gazu lub sieć rurociągów. Student potrafi wykonać analogiczne obliczenia metodą analityczną i symulacyjną oraz porównać uzyskane wyniki i sformułować wnioski końcowe. | |
| ICHP_2A_C04-10b_U13 Student posiada umiejętności niezbędne do pracy związanej z transportem paliw gazowych, potrafi wskazać potencjalne niebezpieczeństwo związane z transportem gazu siecią rurociągów oraz wykonuje stosowne obliczenia. | 2,0 | Student nie jest świadomy i nie potrafi określić niebezpieczeństwa związanego z transportem gazu rurociągiem. |
| 3,0 | Student potrafi wskazać niebezpieczeństwo związane z transportem rurociągowym gazu ziemnego. | |
| 3,5 | Student potrafi wskazać rodzaj niebezpieczeństwa związanego z transportem rurociągowym gazu ziemnego oraz wykonać proste obliczenia w celu jego oszacowania. | |
| 4,0 | Student posiada umiejętności niezbędne do pracy związanej z transportem paliw gazowych oraz wskazać niebezpieczeństwo związane z przesyłem gazu siecią. Student potrafi także wykonać proste obliczenia wielkości stref zagrożonych wybuchem w obrębie gazociągu. | |
| 4,5 | Student posiada umiejętności niezbędne do pracy związanej z transportem paliw gazowych oraz wskazać niebezpieczeństwo związane z przesyłem gazu siecią. Student potrafi także wykonać proste obliczenia wielkości stref zagrożonych wybuchem w obrębie gazociągu oraz urządzeń wspomagających transport sieciowy (stacja gazowa lub tłocznia). | |
| 5,0 | Student posiada umiejętności niezbędne do pracy związanej z transportem paliw gazowych oraz wskazać niebezpieczeństwo związane z przesyłem gazu siecią. Student potrafi także wykonać proste obliczenia wielkości stref zagrożonych wybuchem dla wszystkich elementów sieci gazowej w zależności od rodzaju przepływu gazu w sieci. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C04-10b_K01 Student posiada świadomość ciągłego dokształcania zawodowego w zakresie poznawania nowych metod i narzędzi obliczania złożonych struktur sieci gazowych oraz chętnie dzieli się swoją wiedzą z innymi. | 2,0 | Student nie ma świadomości ciągłego poszerzania swojej wiedzy w zakresie poznawania nowych metod projektowania i budowy sieci rurociągów do transportu paliw gazowych. |
| 3,0 | Student jest świadomy konieczności zdobywania nowej wiedzy w zakresie projektowania i budowy sieci rurociągów do transportu paliw gazowych, ale nie orientuje się w nowych materiałach, metodach lub technologiach budowy i projektowania sieci gazowych. | |
| 3,5 | Student jest świadomy konieczności zdobywania nowej wiedzy w zakresie projektowania i budowy sieci rurociągów do transportu paliw gazowych, ale jest przeciętnie zorientowany w nowych materiałach, metodach lub technologiach budowy i projektowania sieci gazowych. | |
| 4,0 | Student jest świadomy konieczności zdobywania nowej wiedzy w zakresie projektowania i budowy sieci rurociągów do transportu paliw gazowych. Student jest dobrze zorientowany w nowych materiałach, metodach lub technologiach budowy i projektowania sieci gazowych i chętnie korzysta z literatury branżowej zaproponowanej przez prowadzącego zajęcia. | |
| 4,5 | Student jest świadomy konieczności zdobywania nowej wiedzy w zakresie projektowania i budowy sieci rurociągów do transportu paliw gazowych. Student jest dobrze zorientowany w nowych materiałach, metodach lub technologiach budowy i projektowania sieci gazowych i samodzielnie poszukuje nowych informacji w literaturze branżowej. | |
| 5,0 | Student jest świadomy konieczności zdobywania nowej wiedzy w zakresie projektowania i budowy sieci rurociągów do transportu paliw gazowych. Student jest dobrze zorientowany w nowych materiałach, metodach lub technologiach budowy i projektowania sieci gazowych i samodzielnie poszukuje nowych informacji w literaturze branżowej, chętnie uczestniczy w dyskusjach i dzieli się własną wiedzą i przemyśleniami z innymi. | |
| ICHP_2A_C04-10b_K02 Student ma świadomość wpływu własnej pracy i podejmowanych decyzji na proces transportu gazu siecią oraz środowisko naturalne. | 2,0 | Student nie widzi związku między własną pracą i podejmowanymi decyzjami a procesem transportu siecią i jego wpływem na środowisko naturalne. |
| 3,0 | Student jest świadomy wpływu własnej pracy na proces transportu gazu siecią i środowisko naturalne, ale nie potrafi podać żadnego przykładu. | |
| 3,5 | Student jest świadomy wpływu własnej pracy na proces transportu gazu siecią i środowisko naturalne, potrafi podać stosowny przykład i rozumie potrzebę samodokształcania w tej dziedzinie. | |
| 4,0 | Student jest świadomy wpływu własnej pracy na proces transportu gazu siecią i środowisko naturalne i rozumie potrzebę samodokształcania w tej dziedzinie. Student potrafi podać kilka przykładów i wskazać wady i zalety wpływu na środowisko naturalne różnych wariantów podejmowanych przez siebie decyzji. | |
| 4,5 | Student jest świadomy wpływu własnej pracy na proces transportu gazu siecią i środowisko naturalne i rozumie potrzebę samodokształcania w tej dziedzinie. Student potrafi podać kilka przykładów i wskazać wady i zalety wpływu na środowisko naturalne różnych wariantów podejmowanych przez siebie decyzji i wskazać najlepsze rozwiązanie. | |
| 5,0 | Student jest świadomy wpływu własnej pracy na proces transportu gazu siecią i środowisko naturalne i rozumie potrzebę samodokształcania w tej dziedzinie. Student potrafi podać kilka przykładów i wskazać wady i zalety wpływu na środowisko naturalne różnych wariantów podejmowanych przez siebie decyzji oraz wskazać i uzasadnić najlepsze rozwiązanie. |
Literatura podstawowa
- Zajda R., Schematy obliczeniowe gazociągów, Centrum Szkolenia Gazownictwa, Warszawa, 2001
- Bąkowski K., Sieci i instalacje gazowe: poradnik projektowania, budowy i eksploatacji, PWN, Warszawa, 2018
- Kogut K., Bytnar K., Obliczanie sieci gazowych. Omówienie parametrów wymaganych do obliczeń., Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków, 2007
Literatura dodatkowa
- Wilson R.J., Wprowadzenie do teorii grafów, PWN, Warszawa, 2012