Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S1)
Sylabus przedmiotu Wybrane metody matematyczne w inżynierii procesowej:
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 | Wybrane metody matematyczne w inżynierii procesowej | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Elżbieta Gabruś <Elzbieta.Gabrus@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Tomasz Aleksandrzak <Tomasz.Aleksandrzak@zut.edu.pl>, Bogdan Ambrożek <Bogdan.Ambrozek@zut.edu.pl>, Konrad Witkiewicz <Konrad.Witkiewicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zaliczenie z przedmiotów: Matematyka I, Matematyka II, Technologia Informacyjna, Informatyka i Programowanie. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z metodyką rozwiązywania wybranych inżynierskich problemów obliczeniowych z dziedziny inżynierii chemicznej i procesowej przy użyciu programów Polymath, Excel i Matlab. |
| C-2 | Ukształtowanie umiejętności rozwiązywania wybranych, także zaawansowanych, nżynierskich problemów obliczeniowych z dziedziny inżynierii chemicznej i procesowej przy użyciu programów Polymath, Excell i Matlab. |
| C-3 | Rozwinięcie kreatywności studenta przy rozwiązywaniu wybranych, także zaawansowanych, inżynierskich problemów obliczeniowych za pomocą programów Polymath, Excel oraz Matlab. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Zajecia praktyczne przy użyciu komputera. Analiza regresji i korelacja danych na wybranych przkładach: korelacja danych szybkości reakcji stosując różne modele szybkości reakcji; korelacja danych heterogenicznej reakcji katalitycznej za pomocą odpowiedniego równania; Zależność stałej szybkości reakcji od temperatury. | 5 |
| T-L-2 | Zajecia praktyczne przy użyciu komputera.Symulacja procesu reakcji chemicznych lub biologicznych przebiegających w reaktorze okresowym prowadząca do układu sztywnych równań różniczkowych zwyczajnych. | 4 |
| T-L-3 | Zajecia praktyczne przy użyciu komputera. Modelowanie binarnej dyfuzji gazowej z jednoczesną izotermiczną odwracalną reakcją w porowatej warstwie katalizatora; Metoda strzałów w zastosowaniu do rozwiązywania problemów dwupunktowego zagadnienia brzegowego (typowy problem dla procesów przenoszenia i kinetyki reakcji). | 4 |
| T-L-4 | Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych. | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Regresja i korelacja danych. Analiza regresji i korelacja danych na wybranych przkładach: korelacja danych szybkości reakcji stosując różne modele szybkości reakcji; korelacja danych heterogenicznej reakcji katalitycznej za pomocą odpowiedniego równania; Zależność stałej szybkości reakcji od temperatury. | 5 |
| T-W-2 | Zaawansowane techniki w rozwiązywaniu problemów inżynierii procesowej. Symulacja procesu reakcji chemicznych lub biologicznych przebiegających w reaktorze okresowym prowadząca do układu sztywnych równań różniczkowych zwyczajnych. | 5 |
| T-W-3 | Zaawansowane techniki w rozwiązywaniu problemów inżynierii procesowej. Modelowanie binarnej dyfuzji gazowej z jednoczesną izotermiczną odwracalną reakcją w porowatej warstwie katalizatora; Metoda strzałów w zastosowaniu do rozwiązywania problemów dwupunktowego zagadnienia brzegowego (typowy problem dla procesów przenoszenia i kinetyki reakcji). | 5 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Przygotawanie sprawozdań | 5 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 5 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Studiowanie zalecanej literatury | 10 |
| A-W-3 | Samodzielne rozwiązywanie problemów obliczeniowych | 11 |
| A-W-4 | Konsultacje | 2 |
| A-W-5 | Przygotowanie do egzaminu | 10 |
| A-W-6 | Egzamin pisemny | 2 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca: wykład informacyjny |
| M-2 | Metoda praktyczna: ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena formująca: Sprawozdamie z wykonanych zadań w ramach komputerowych zajęć laboratoryjnych |
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_B09_W01 Posiada wiedzę w zakresie zastosowania podstawowych metod matematycznych w inżynierii procesowej | ICHP_1A_W09, ICHP_1A_W10, ICHP_1A_W12, ICHP_1A_W15 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
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_B09_U01 Student potrafi zastosować podstawowe metody matematyczne do rozwiązywania problemów z dziedziny inżynierii procesowej. | ICHP_1A_U01, ICHP_1A_U09, ICHP_1A_U15, ICHP_1A_U05, ICHP_1A_U16 | — | — | C-2 | T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-1, M-2 | S-2, 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_1A_B09_K01 Student nabywa kreatywnej i otwartej postawy do rozwiązywania podstawowych zagadnień inżynierii procesowej stosując właściwe metody matematyczne. | ICHP_1A_K06 | — | — | C-3 | T-L-1, T-L-2, T-L-3 | M-1, M-2 | S-2, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B09_W01 Posiada wiedzę w zakresie zastosowania podstawowych metod matematycznych w inżynierii procesowej | 2,0 | |
| 3,0 | student potrafi definiować niektóre metody matematyczne stosowane w inżynierii procesowej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B09_U01 Student potrafi zastosować podstawowe metody matematyczne do rozwiązywania problemów z dziedziny inżynierii procesowej. | 2,0 | |
| 3,0 | student potrafi analizować niektóre metody matematyczne stosowane w inżynierii procesowej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_1A_B09_K01 Student nabywa kreatywnej i otwartej postawy do rozwiązywania podstawowych zagadnień inżynierii procesowej stosując właściwe metody matematyczne. | 2,0 | |
| 3,0 | student nabedzie aktywnej postawy - w stopniu dostatecznym - do pracy w grupie w celu stosowania wybranych metod matematycznych w inżynierii procesowej | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Zdzisław Pakowski, Michał Głębowski, Symulacja procesów inżynierii chemicznej: teoria i zadania rozwiązane programem Mathcad, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2001
- Zdzisław Pakowski, Robert Adamski, Podstawy MATLABa w inżynierii procesowej, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2014
Literatura dodatkowa
- M.B. Cutlib, M. Shacham, Problem solving in chemical and biochemical engineering with Polymath, Excel, and Matlab., Prentice Hall International Series, New York, 2008, Second Edition
- C.F. Gerald, P.O. Wheatley, Applied numerical analysis, Adison-WesleyPublishing Company, New York, 1994, Fifth Edition
- W. Bober, C-T. Tsai, O.Masory, Numerical and analytical methods with Matlab, CRC Press, New York, 2009