Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S1)
Sylabus przedmiotu Procesy dyfuzyjne i aparaty:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Procesy dyfuzyjne i aparaty | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Barbara Zakrzewska <Barbara.Zakrzewska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Magdalena Cudak <Magdalena.Cudak@zut.edu.pl>, Anna Kiełbus-Rąpała <Anna.Kielbus-Rapala@zut.edu.pl>, Marta Major-Godlewska <Marta.Major@zut.edu.pl>, Halina Murasiewicz <Halina.Murasiewicz@zut.edu.pl>, Jolanta Szoplik <Jolanta.Szoplik@zut.edu.pl>, Barbara Zakrzewska <Barbara.Zakrzewska@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 9,0 | ECTS (formy) | 9,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Analiza matematyczna, w tym rachunek różniczkowy |
| W-2 | Podstawy bilansowania w układach przepływowych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Przygotowanie studenta do prowadzenia podstawowych obliczeń projektowych różnych typów wymienników masy |
| C-2 | Ukształtowanie u studentów umiejętności wykonywania prostych pomiarów w zakresie wymiany masy |
| C-3 | Ukształtowanie umiejętności projektowania aparatów: absorberów i kolumn rektyfikacyjnych, w których realizowany jest proces wymiany masy. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Sposoby wyrażania stężeń. Przeliczanie stężeń | 2 |
| T-A-2 | Równowaga między fazą gazową i ciekłą | 2 |
| T-A-3 | Dyfuzja | 2 |
| T-A-4 | Siła i moduł napędowy dyfuzji | 4 |
| T-A-5 | Wnikanie i przenikanie masy w ujęciu Hoblera | 4 |
| T-A-6 | Współczynniki wnikania i przenikania masy | 2 |
| T-A-7 | Obliczanie wymienników masy | 4 |
| T-A-8 | Równowaga ciecz-para | 2 |
| T-A-9 | Destylacja periodyczna i ciągła | 2 |
| T-A-10 | Rektyfikacja ciągła | 2 |
| T-A-11 | Bilanse masowe i cieplne kolumn rektyfikacyjnych | 2 |
| T-A-12 | Wyznaczanie linie operacyjnych, liczby stopni teoretycznych oraz liczby półek | 2 |
| 30 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Wprowadzenie do zajęć laboratoryjnych. Zapoznanie studentów z przepisami BHP obowiązującymi w laboratorium (szkolenie BHP, przestrzeganie przepisów BHP w laboratorium, organizacja pracy studenta w laboratorium) | 2 |
| T-L-2 | Pomiary współczynnika wnikania masy metodą elektrochemiczną | 4 |
| T-L-3 | Charakterystyki procesowe kolumny barbotażowej | 4 |
| T-L-4 | Wymiana masy w mieszanym mechanicznie układzie ciecz-gaz | 4 |
| T-L-5 | Pomiar współczynnika wnikania masy w mieszanym mechanicznie układzie ciecz-ciało stałe | 4 |
| T-L-6 | Pomiar współczynnika wnikania masy w kolumnie nawilżającej | 4 |
| T-L-7 | Charakterystyki procesowe kolumny air-lift | 4 |
| T-L-8 | Wyznaczanie współczynnika absorbancji cieczy | 4 |
| 30 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Zadaniem studentów jest wykonanie indywidualnie obliczeń projektowych dla dwóch aparatów: wymiennika masy (absorbera) z wypełnieniem lub kolumny półkowej oraz kolumny rektyfikacyjnej. Obliczenia projektowe dla obu aparatów będą wykonywane przez studentów podczas zajęć projektowych zgodnie z przedstawionym studentom na początku semestru harmonogramem. Sprawdzanie obliczeń będzie następowało w sposób ciągły celem eliminacji błędów i w związku z powyższym studenci będą zobligowani do dostarczania swoich prac w wyznaczonych przez prowadzącego terminach. | 30 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie. Sposoby wyrażania stężeń. Sposoby ruchu masy. Dyfuzja molekularna, wieloskładnikowa, wielokierunkowa. Wnikanie masy; zjawisko, definicje współczynników, metody obliczeniowe. Przenikanie masy; opis, obliczenia, metoda Hoblera. Sposoby prowadzenia procesów przenoszenia masy (PM); sposoby kontaktowania faz, kierunki przepływu, zmienność w czasie. Bilanse materiałowe i energetyczne procesów PM, linia operacyjna procesu. Metody obliczeniowe PM; powierzchni międzyfazowej, jednostki przenikania masy, stopni teoretycznych i rzeczywistych, sprawności, linia równowagi termodynamicznej. Absorpcja/desorpcja; aparatura procesowa – faza rozproszona gazowa lub ciekła, składniki inertne, absorpcja jednego składnika z/do gazu, wieloskładnikowa, nasycanie gazu. Destylacja; równowaga ciecz-para, układy zeo- i azeotropowe – homo- i heterofazowe, aparatura, d. równowagowa, różniczkowa, z parą wodną. Rektyfikacja, ciągła, aparatura, r. dwu i wieloskładnikowa, metody obliczeniowe, stopnie teoretyczne i rzeczywiste, r. periodyczna, z czynnikiem rozdzielającym. Ekstrakcja, ekstraktory, równowaga ciecz-ciecz, e. jedno- i wielostopniowa. | 30 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-A-2 | praca własna studenta - przygotowanie do zajęć i kolokwiów | 9 |
| A-A-3 | studiowanie literatury przedmiotu | 9 |
| A-A-4 | Konsultacje z nauczycielem | 2 |
| 50 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych | 30 |
| A-L-2 | przygotowanie się do zajęc laboratoryjnych | 5 |
| A-L-3 | opracowanie wyników pomiarów | 5 |
| A-L-4 | wykonanie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych | 5 |
| A-L-5 | przygotowanie się studenta do zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych | 5 |
| 50 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-P-2 | Samodzielne przygotowanie do zajęć projektowych | 13 |
| A-P-3 | Konsultacje projektowe z nauczycielem | 2 |
| A-P-4 | Opracowanie projektu końcowego | 5 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach | 30 |
| A-W-2 | Przygotowanie do egzaminu pisemnego z zadaniami, studiowanie wykładu i literatury przedmiotu | 40 |
| A-W-3 | Konsulatacje z nauczycielami akademickimi | 2 |
| A-W-4 | Egzamin pisemny | 3 |
| 75 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metody podające: wykład informacyjny |
| M-2 | Metody praktyczne: ćwiczenia laboratoryjne |
| M-3 | Metody praktyczne: metoda projektów |
| M-4 | Metody praktyczne: ćwiczenia przedmiotowe |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Laboratorium: zaliczenie pisemne każdego z ćwiczeń laboratoryjnych |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Laboratorium: zaliczenie końcowe jako ocena średnia z zaliczeń każdego ćwiczenia |
| S-3 | Ocena formująca: Projekt: ocena cząstkowa poszczególnych etapów projektu |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Projekt: zaliczenie projektu jako ocena średnia z poszczególnych etapów |
| S-5 | Ocena formująca: Ćwiczenia: dwa kolokwia obliczeniowe, jedno w połowie semestru, a drugie na zakończenie z drugiej części materiału. |
| S-6 | Ocena podsumowująca: Ćwiczenia: zaliczenie końcowe jako średnia ocen z kolokwiów obliczeniowych |
| S-7 | Ocena podsumowująca: Wykład: egzamin pisemny |
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_1A_C17_W01 Studenci zdobywają wiedzę z zakresu formułowania i rozwiązania równań modeli matematycznych różnych typów wymienników masy. | ICHP_1A_W09, ICHP_1A_W12, ICHP_1A_W15 | — | — | C-1, C-3, C-2 | T-L-3, T-L-4, T-L-7, T-L-1, T-L-8, T-L-5, T-L-2, T-L-6, T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-7, T-A-8, T-A-9, T-A-10, T-A-11, T-A-12, T-W-1, T-P-1 | M-2, M-3, M-1, M-4 | S-1, S-2, S-4, S-3, S-5, S-6, S-7 |
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_1A_C17_U01 Student nabył umiejętności samodzielnego rozwiązywania i analizy problemów rachunkowych wymiany masy oraz projektowania aparatów, w których zachodzi proces wymiany masy | ICHP_1A_U01, ICHP_1A_U10, ICHP_1A_U15, ICHP_1A_U17 | — | — | C-1, C-3, C-2 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-7, T-A-8, T-A-9, T-A-10, T-A-11, T-A-12, T-P-1 | M-2, M-3, M-1, M-4 | S-1, S-2, S-4, S-3, S-5, S-6, S-7 |
| ICHP_1A_C17_U02 student potrafi wykorzystać metody eksperymentalne do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich | ICHP_1A_U09 | — | — | C-2 | T-L-3, T-L-4, T-L-7, T-L-8, T-L-5, T-L-2, T-L-6 | M-2 | S-1, S-2 |
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_1A_C17_K01 Student uczy się pracy zespołowej , kreatywności oraz postępowania zgodnego z zasadami inżynierskimi. | ICHP_1A_K02 | — | — | C-3 | T-P-1 | M-3 | S-4, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_C17_W01 Studenci zdobywają wiedzę z zakresu formułowania i rozwiązania równań modeli matematycznych różnych typów wymienników masy. | 2,0 | Student nie opanował podstawowej wiedzy podanej na wykładzie. Student nie opanował podstawowej wiedzy podanej na ćwiczeniach laboratoryjnych, audytoryjnych lub projektowych. |
| 3,0 | Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w nieznacznym stopniu. Student opanował podstawową wiedzę podaną na ćwiczeniach laboratoryjnych, audytoryjnych lub projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w nieznacznym stopniu. | |
| 3,5 | Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dostatecznym. Student opanował podstawową wiedzę podaną na ćwiczeniach laboratoryjnych, audytoryjnych lub projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dostatecznym. | |
| 4,0 | Student opanował większość podanych na wykładzie informacji i potrafi je zinterpretować i wykorzystać w stopniu dobrym. Student opanował większość informacjipodanych na ćwiczeniach laboratoryjnych, audytoryjnych i projektowych, i potrafi je zinterpretować i wykorzystać w stopniu dobrym. | |
| 4,5 | Student opanował całą wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją właściwie zinterpretować i wykorzystać w znacznym stopniu. Student opanował całą wiedzę podaną na ćwiczeniach laboratoryjnych, audytoryjnych i projektowych i potrafi ją właściwie zinterpretować i wykorzystać w znacznym stopniu. | |
| 5,0 | Student opanował całą wiedzę podaną na wykładzie i potrafi ją właściwie zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie. Student opanował całą wiedzę podaną na ćwiczeniach laboratoryjnych, audytoryjnych i projektowych i potrafi ją właściwie zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_C17_U01 Student nabył umiejętności samodzielnego rozwiązywania i analizy problemów rachunkowych wymiany masy oraz projektowania aparatów, w których zachodzi proces wymiany masy | 2,0 | Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do samodzielnego sformułowania podstawowych równań modelowych i zagadnień projektowych. Nie potrafi zastosować żadnej z podanych na wykładzie i ćwiczeniach metod obliczeniowych. |
| 3,0 | Do stworzenia właściwego modelu projektowanych wymienników masy i przygotowania danych niezbędnych do rozwiązania równań modelowych i projektowych potrzebuje pomocy innych. | |
| 3,5 | Student potrafi wykorzystać wiedzę teoretyczną i formułuje modele z małymi uchybieniami. Potrafi zastosować najprostsze z podanych na wykładach i ćwiczeniach metod obliczania wymienników masy do rozwiązania danego problemu obliczeniowego i zastosowania w projektowaniu. | |
| 4,0 | Student potrafi samodzielnie stworzyć model matematyczny do rozwiązania zadanego problemu projektowego. W modelu i obliczeniach projektowych oraz audytoryjnych występują nieliczne błędy. Potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, przygotować dane do rozwiązania problemu. | |
| 4,5 | Student potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, stworzyć model matematyczny do rozwiązania zadanego problemu. Potrafi samodzielnie przygotować dane do rozwiązania problemu i oddaje w terminie projekt, w którym nie ma znaczących błędów. | |
| 5,0 | Student potrafi samodzielnie i bezbłędnie stworzyć model matematyczny do rozwiązania zadanego problemu. Potrafi samodzielnie wybrać najwłaściwszą metodę obliczeniową do rozwiązania równań modelowych wymienników masy, oddaje w terminie bezbłędny projekt aparatów do wymiany masy. | |
| ICHP_1A_C17_U02 student potrafi wykorzystać metody eksperymentalne do rozwiązywania prostych zadań inżynierskich | 2,0 | |
| 3,0 | student potrafi wykorzystać w stopniu podstawowym metody eksperymentalne do rozwiązywania zadań inzynierskich w zakresie wymiany masy | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_C17_K01 Student uczy się pracy zespołowej , kreatywności oraz postępowania zgodnego z zasadami inżynierskimi. | 2,0 | Student nie potrafi współpracować z grupą w zakresie obliczeń reaktorowych i nie wykonuje poleceń lidera. |
| 3,0 | Student jest świadomy konieczności stosowania nowoczesnych narzędzi i rozwiazań w obliczeniach wymienników masy, ale wykazuje ograniczoną aktywność w ich poszukiwaniu oraz stara się wspołpracować z pozostałymi członkami grupy | |
| 3,5 | Student wykonuje niektóre polecenia lidera. Chętnie współpracuje z pozostałymi członkami grupy w zakresie obliczeń wymienników masy. | |
| 4,0 | Student dokładnie wykonuje polecenia lidera i współpracuje z pozostałymi członkami grupy w sposób kreatywny i innowacyjny. | |
| 4,5 | Student potrafi współpracować z liderem a w razie potrzeby go kreatywnie zastąpić w zakresie zagadnień obliczeniowych wymienników masy. | |
| 5,0 | Student pelni rolę lidera dobrze kierującego grupą i potrafi wykorzystać potencjał każdego z członków grupy. |
Literatura podstawowa
- Hobler T., Dyfuzyjny ruch masy i absorbery, WNT, Warszawa, 1976
- Serwiński M., Zasady inżynierii chemicznej i procesowej, WNT, Warszawa, 1982
- Zarzycki R., Chacuk A., Starzak M., Absorpcja i absorbery, WNT, Warszawa, 1995
- Koch R., Kozioł A., Dyfuzyjno-cieplny rozdział substancji, WNT, Warszawa, 1994
- Stręk F., Karcz J., Zastosowanie metody elektrochemicznej do badania transportu masy w obszarze przyściennym mieszalnika cieczy, Inżynieria Chemiczna i Procesowa, 1999, 20, 3-22
- Bandrowski J., Troniewski L., Destylacja i rektyfikacja, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1996
- KarczJ., Zaborowska A., Wybrane problemy rachunkowe z zakresu procesów wymiany masy, Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1988