ZUT - Krajowe Ramy Kwalifikacji / Rok 2012/2013 / Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej / Ochrona środowiska (S2) / Sylabus przedmiotu

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Ochrona środowiska (S2)

Sylabus przedmiotu Projektowanie reaktorów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Ochrona środowiska
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister inżynier
Obszary studiów	nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Projektowanie reaktorów
Specjalność	Procesy i aparaty w ochronie środowiska
Jednostka prowadząca	Katedra Chemii Organicznej i Chemii Fizycznej
Nauczyciel odpowiedzialny	Wiesław Parus <Wieslaw.Parus@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Janina Możejko <Janina.Mozejko@zut.edu.pl>, Magdalena Olszak-Humienik <Magdalena.Olszak-Humienik@zut.edu.pl>, Andrzej Wieczorek <Andrzej.Wieczorek@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	2,0	ECTS (formy)	2,0
Forma zaliczenia	egzamin	Język	polski
Blok obieralny	4	Grupa obieralna	2

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
projekty	P	1	30	1,0	0,41	zaliczenie
wykłady	W	1	30	1,0	0,59	egzamin

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Podstawowa wiedza z zakresu matematyki, fizyki, informatyki, inżynierii chemicznej, chemii nieorganicznej, chemii organicznej oraz chemii analitycznej

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia oraz do projektowania reaktorów. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz zasadami projektowania poszczególnych typów reaktorów. Projektowanie reaktorów pracujących w różnych warunkach temperaturowych dla realizacji wybranych procesów z zastosowaniem nowoczesnych metod obliczeniowych.
C-2	Wykształcenie: właściwych zachowań, aktywnej postawy na zajęciach, punktualności, rzetelności w prowadzeniu obliczeń projektowych i odpowiedzialności za zaprojektowane rozwiązania, umiejętności współpracy w grupie, umiejętności kreatywnego myślenia i działania.

KOD

Cel modułu/przedmiotu

C-1

Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia oraz do projektowania reaktorów. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz zasadami projektowania poszczególnych typów reaktorów. Projektowanie reaktorów pracujących w różnych warunkach temperaturowych dla realizacji wybranych procesów z zastosowaniem nowoczesnych metod obliczeniowych.

C-2

Wykształcenie: właściwych zachowań, aktywnej postawy na zajęciach, punktualności, rzetelności w prowadzeniu obliczeń projektowych i odpowiedzialności za zaprojektowane rozwiązania, umiejętności współpracy w grupie, umiejętności kreatywnego myślenia i działania.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
projekty
T-P-1	Obliczenia wstępne przy projektowaniu reaktorów chemicznych - wyznaczanie składu mieszaniny poreakcyjnej z wykorzystaniem równań bilansu stechiometrycznego, obliczanie funkcji termodynamicznych dla reakcji chemicznej, obliczanie stałych równowagi reakcji chemicznych i składu równowagowego mieszaniny reakcyjnej, wyznaczanie parametrów równania kinetycznego, ogólne zasady projektowania wymienników ciepła.	7
T-P-2	Przybliżone metody projektowania reaktorów chemicznych.	3
T-P-3	Projektowanie reaktora okresowego pracujacego w warunkach izotermicznych, adiabatycznych lub ze stałą wymianą ciepła, dla wybranego procesu chemicznego.	5
T-P-4	Projektowanie izotermicznego reaktora przepływowego zbiornikowego i izotermicznej kaskady reaktorów zbiornikowych, dla wybranego procesu chemicznego.	5
T-P-5	Projektowanie reaktora półprzepływowego dla wybranego procesu ( warunki izotermiczne, adiabatyczne lub ze stałą wymianą ciepła ).	5
T-P-6	Projektowanie autotermicznego, przepływowego reaktora rurowego, kontaktowego dla procesu spalania wybranego zanieczyszczenia powietrza.	5
		30
wykłady
T-W-1	Pojęcia podstawowe i bilanse stechiometryczne.	1
T-W-2	Elamenty termochemii i statyki chemicznej.	3
T-W-3	Kinetyka reakcji w układach homogenicznych.	3
T-W-4	Proces chemiczny w ziarnie katalizatora.	3
T-W-5	Klkasyfikacja reaktorów chemicznych - kryteria podziału reaktorów, organizacja procesu w czasie, warunki temperaturowe.	2
T-W-6	Zastosowanie poszczególnych typów reaktorów w technologii chemicznej i w technologiach ochrony środowiska.	2
T-W-7	Projektowanie reaktorów dla procesów homogenicznych ( reaktor okresowy, reaktor przepływowy zbiornikowy, reaktor przepływowy zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy ).	3
T-W-8	Reaktor przepływowy rurowy dla procesów kontaktowych ( kryterium pseudohomogeniczności procesu kontaktowego, reaktor kontaktowe o modelach pseudohomogenicznych ).	2
T-W-9	Reaktory kontaktowe o modelach heterogenicznych i zasady ich projektowania dla układów gaz - ciało stałe.	3
T-W-10	Reaktor fluidyzacyjne i cyrkulacyje - zasady projektowania takich reaktorów.	2
T-W-11	Bioreaktory - zasady obliczeń i doboru.	2
T-W-12	Stabilność i autermiczność procesu przepływowego.	2
T-W-13	Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.	2
		30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
projekty
A-P-1	Uczestnictwo w zajęciach.	30
		30
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	30
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	wykład informacyjny
M-2	pokaz schematów i ilustracji
M-3	objaśnianie i wyjaśnianie
M-4	projekt
M-5	anegdota
M-6	gry dydaktyczne ( symulacyjne, decyzyjne, psychologiczne )

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: Ocena formująca z zaliczenia projektu wykonanego przez każdego studenta, dokonywana w trakcie trwania zajęć, mająca wpływ na ocenę końcową
S-2	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się, pod koniec semestru.
S-3	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiagnięte założone efekty kształcenia kompetencji społecznych.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
KOS_2A_C01-04b_W08 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji, typy reaktorów scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji	KOS_2A_W08	T2A_W05	—	C-1	T-W-10, T-W-5, T-W-3, T-W-6, T-W-1, T-W-12, T-W-7, T-W-11, T-W-8, T-W-9, T-W-13, T-W-2, T-W-4	M-4, M-1, M-2, M-3	S-2, S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
KOS_2A_C01-04b_U19 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe i cieplne reaktorów i wymienników ciepła obliczać: funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, stałe równowagi reakcji, równowagowy stopień przemiany, współczynniki dyfuzji, współczynniki przewodzenia i wnikania ciepła wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprojektować: reaktor do prowadzenia wybranego procesu chemicznego zaprezentować: wyniki obliczeń projektowych zinterpretować: uzyskane wyniki obliczeń	KOS_2A_U19, KOS_2A_U22	T2A_U16, T2A_U19	InzA2_U08	C-1	T-P-5, T-P-3, T-P-1, T-P-2, T-P-4, T-P-6	M-4, M-3	S-1

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
KOS_2A_C01-04b_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa na zajęciach, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne zasadmi etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, potrafi współdziałac i pracować w grupie, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania obliczeń projektowych i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny	KOS_2A_K04	T2A_K03	InzA2_K02	C-2	T-W-9, T-P-5, T-W-8, T-P-6, T-P-3, T-W-12, T-P-4, T-W-10, T-W-11, T-W-13, T-P-1, T-P-2	M-3, M-6, M-5	S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
KOS_2A_C01-04b_W08 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji, typy reaktorów scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji	2,0
	3,0	student ma znajomość 60 % treści programowych i zaliczony projekt
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
KOS_2A_C01-04b_U19 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe i cieplne reaktorów i wymienników ciepła obliczać: funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, stałe równowagi reakcji, równowagowy stopień przemiany, współczynniki dyfuzji, współczynniki przewodzenia i wnikania ciepła wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprojektować: reaktor do prowadzenia wybranego procesu chemicznego zaprezentować: wyniki obliczeń projektowych zinterpretować: uzyskane wyniki obliczeń	2,0
	3,0	student ma zaliczony projekt po poprawkach
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształcenia	Ocena	Kryterium oceny
KOS_2A_C01-04b_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa na zajęciach, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne zasadmi etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, potrafi współdziałac i pracować w grupie, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania obliczeń projektowych i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny	2,0
	3,0	student zachowuje się poprawnie, jest punktualny, rzetelny w prowadzeniu obliczeń fizykochemicznych oraz projektowych, ma świadomość odpowiedzialności za opracowane projekty oraz wykazuje umiejetność pracy w grupie.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Literatura podstawowa

Szarawara J., Skrzypek J., Postawy inżynierii reaktorów chemicznych, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1980
Burghardt A., Podstawy inżynierii reaktorów chemicznych, Skrypt Uczelniany Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1977, 700
Tabiś B., Gawdzik A., Modelowanie i projektowanie reaktorów heterogenicznych, Skrypt Uczelniany Politechniki Krakowskiej, Kraków, 1989
Viesturs U.E., Kuzniecow A.M., Sawienkow W. W., Bioreaktory: zasady obliczeń i doboru, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1990
Gawdzik A., Tabiś B., Podstawy projektowania reaktorów chemicznych, Skrypt Uczelniany Politechniki Krakowskiej, Kraków, 1987

Literatura dodatkowa

Szarawara J., Termodynamika chemiczna, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa, 1983
Poradniki fizykochemiczne i inne źródła danych fizykochemicznych ( np. odpowiednie strony internetowe )

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Obliczenia wstępne przy projektowaniu reaktorów chemicznych - wyznaczanie składu mieszaniny poreakcyjnej z wykorzystaniem równań bilansu stechiometrycznego, obliczanie funkcji termodynamicznych dla reakcji chemicznej, obliczanie stałych równowagi reakcji chemicznych i składu równowagowego mieszaniny reakcyjnej, wyznaczanie parametrów równania kinetycznego, ogólne zasady projektowania wymienników ciepła.	7
T-P-2	Przybliżone metody projektowania reaktorów chemicznych.	3
T-P-3	Projektowanie reaktora okresowego pracujacego w warunkach izotermicznych, adiabatycznych lub ze stałą wymianą ciepła, dla wybranego procesu chemicznego.	5
T-P-4	Projektowanie izotermicznego reaktora przepływowego zbiornikowego i izotermicznej kaskady reaktorów zbiornikowych, dla wybranego procesu chemicznego.	5
T-P-5	Projektowanie reaktora półprzepływowego dla wybranego procesu ( warunki izotermiczne, adiabatyczne lub ze stałą wymianą ciepła ).	5
T-P-6	Projektowanie autotermicznego, przepływowego reaktora rurowego, kontaktowego dla procesu spalania wybranego zanieczyszczenia powietrza.	5
		30

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Pojęcia podstawowe i bilanse stechiometryczne.	1
T-W-2	Elamenty termochemii i statyki chemicznej.	3
T-W-3	Kinetyka reakcji w układach homogenicznych.	3
T-W-4	Proces chemiczny w ziarnie katalizatora.	3
T-W-5	Klkasyfikacja reaktorów chemicznych - kryteria podziału reaktorów, organizacja procesu w czasie, warunki temperaturowe.	2
T-W-6	Zastosowanie poszczególnych typów reaktorów w technologii chemicznej i w technologiach ochrony środowiska.	2
T-W-7	Projektowanie reaktorów dla procesów homogenicznych ( reaktor okresowy, reaktor przepływowy zbiornikowy, reaktor przepływowy zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy ).	3
T-W-8	Reaktor przepływowy rurowy dla procesów kontaktowych ( kryterium pseudohomogeniczności procesu kontaktowego, reaktor kontaktowe o modelach pseudohomogenicznych ).	2
T-W-9	Reaktory kontaktowe o modelach heterogenicznych i zasady ich projektowania dla układów gaz - ciało stałe.	3
T-W-10	Reaktor fluidyzacyjne i cyrkulacyje - zasady projektowania takich reaktorów.	2
T-W-11	Bioreaktory - zasady obliczeń i doboru.	2
T-W-12	Stabilność i autermiczność procesu przepływowego.	2
T-W-13	Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.	2
		30

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	Uczestnictwo w zajęciach.	30
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	30
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	KOS_2A_C01-04b_W08	W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować: ciśnienie, temperaturę, indywiduum chemiczne, molową: entalpię, energię wewnętrzną, energię swobodną, entalpię swobodną i entropię tworzenia związków chemicznych, stężenia molowe, molarne, ułamek molowy, prężność cząskową, rodzaje dyfuzji w gazach, rodzaje dyfuzji w materiałach porowatych, współczynniki dyfuzji, współczynniki wnikania i przenikania ciepła, adsorpcję chemiczną i fizyczną, standardowe funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, ciepło reakcji, równowagę chemiczną, substraty, produkty, termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi reakcji, stopień przemiany, liczba postępu reakcji, równowagowy stopień przemiany, szybkość reakcji w układach okresowych, szybkość reakcji w układach przepływowych, zastępczy czas przebywania, szybkość reakcji prostych i złożonych w układach homogenicznych i heterogenicznych, szybkość procesu kontaktowego w obszarze kinetycznym, z udziałem dyfuzji zewnętrznej, z udziałem dyfuzji wewnetrznej, z udziałem obu rodzajów dyfuzjii, selektywność procesu, wydajność procesu, rzędowość reakcji, cząsteczkowość reakcji, energię aktywacji, współczynnik przedwykładniczy w równaniu Arrheniusa, katalizator, ogólne równanie bilansu masowego i cieplnego w układach reakcyjnych, reaktor okresowy, reaktor zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy, bioreaktor, rektor kontaktowy, stabilność procesu przepływowego, autotermiczność procesu przepływowego formułować: teorie: adsorpcji chemicznej Langmuira, kompleksu aktywnego, zderzeń, mechanizm Langmuira - Hinskelwooda, mechanizm Yanga - Hougena- Watsona, model Yanga - Hougena reguły: przekory, zasady termodynamiki prawa: Hessa, Kirchoffa, Gibbsa-Helmholtza nazywać: rodzaj procesu reaktorowego, funkcje termodynamiczne reagentów i reakcji chemicznych, procesy jednostkowe stosowane w inżynierii, objaśniać: wpływ poszczególnych parametrów na kierunek przemian i procesów chemicznych, mechanizm reakcji prostych, złożonych i kontaktowych, konstrukcje i zasadę działania poszczególnych rodzajów reaktorów, zasadę działania aparatów wykorzystywanych w laboratorium wybrać: schemat kinetyczny realizowanego procesu, reaktor do realizacji założonego procesu i dane termodynamiczne i fizyczne niezbędne do zaprojektowania tego reaktora zaproponować: równania bilansu masowego i cieplnego reaktora, sposób wymiany ciepła w reaktorze, odtwarzać: własności fizykochemiczne materii na podstawie równań je opisujących opisać: układ reakcyjny, zjawiska zachodzące w analizowanym układzie, mechanizm reakcji homogenicznych prostych i złożonych, heterogenicznych i kontaktowych podsumować: reakcje zachodzące w reaktorze, entalpie, entropie, pojemności cieplne reagentów rozróżniać: parametry prowadzenia procesu, funkcje termodynamiczne, reakcje chemiczne, równania kinetyczne reakcji, efekty cieplne reakcji, typy reaktorów scharakteryzować: układy reakcyjne, kinetykę reakcji, procesy jednostkowe tłumaczyć: samorzutność procesów, kierunki przemian wskazać: rząd reakcji zidentyfikować: rodzaj przemiany, rzędowość reakcji, parametry kinetyczne reakcji
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	KOS_2A_W08	ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych nowych osiągnięciach z zakresu dyscyplin naukowych, takich jak: ochrona środowiska, inżynieria i technologia chemiczna oraz biotechnologia
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_W05	ma 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 przedmiotu	C-1	Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia oraz do projektowania reaktorów. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz zasadami projektowania poszczególnych typów reaktorów. Projektowanie reaktorów pracujących w różnych warunkach temperaturowych dla realizacji wybranych procesów z zastosowaniem nowoczesnych metod obliczeniowych.
Treści programowe	T-W-10	Reaktor fluidyzacyjne i cyrkulacyje - zasady projektowania takich reaktorów.
	T-W-5	Klkasyfikacja reaktorów chemicznych - kryteria podziału reaktorów, organizacja procesu w czasie, warunki temperaturowe.
	T-W-3	Kinetyka reakcji w układach homogenicznych.
	T-W-6	Zastosowanie poszczególnych typów reaktorów w technologii chemicznej i w technologiach ochrony środowiska.
	T-W-1	Pojęcia podstawowe i bilanse stechiometryczne.
	T-W-12	Stabilność i autermiczność procesu przepływowego.
	T-W-7	Projektowanie reaktorów dla procesów homogenicznych ( reaktor okresowy, reaktor przepływowy zbiornikowy, reaktor przepływowy zbiornikowy, reaktor przepływowy rurowy, reaktor półprzepływowy ).
	T-W-11	Bioreaktory - zasady obliczeń i doboru.
	T-W-8	Reaktor przepływowy rurowy dla procesów kontaktowych ( kryterium pseudohomogeniczności procesu kontaktowego, reaktor kontaktowe o modelach pseudohomogenicznych ).
	T-W-9	Reaktory kontaktowe o modelach heterogenicznych i zasady ich projektowania dla układów gaz - ciało stałe.
	T-W-13	Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.
	T-W-2	Elamenty termochemii i statyki chemicznej.
	T-W-4	Proces chemiczny w ziarnie katalizatora.
Metody nauczania	M-4	projekt
	M-1	wykład informacyjny
	M-2	pokaz schematów i ilustracji
	M-3	objaśnianie i wyjaśnianie
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiągnięte efekty uczenia się, pod koniec semestru.
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena formująca z zaliczenia projektu wykonanego przez każdego studenta, dokonywana w trakcie trwania zajęć, mająca wpływ na ocenę końcową
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	student ma znajomość 60 % treści programowych i zaliczony projekt
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	KOS_2A_C01-04b_U19	W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć: analizować: równania kinetyczne, schematy kinetyczne procesów, zmiany funkcji termodynamicznych, zależności pomiędzy parametrami dobierać: typ reaktora dla realizacji założonego procesu, wymiennik ciepła reaktora korzystać: z literatury fachowej, poradników fizykochemicznych sporządzać: bilanse masowe i cieplne reaktorów i wymienników ciepła obliczać: funkcje termodynamiczne reakcji chemicznych, stałe równowagi reakcji, równowagowy stopień przemiany, współczynniki dyfuzji, współczynniki przewodzenia i wnikania ciepła wyszukiwać: w literaturze własności fizykochemiczne substancji, wartości standardowych funkcji termodynamicznych związków zaprojektować: reaktor do prowadzenia wybranego procesu chemicznego zaprezentować: wyniki obliczeń projektowych zinterpretować: uzyskane wyniki obliczeń
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	KOS_2A_U19	potrafi zaproponować ulepszenia (usprawnienia) istniejących rozwiązań technicznych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	KOS_2A_U22	potrafi - 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 zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_U16	potrafi zaproponować ulepszenia (usprawnienia) istniejących rozwiązań technicznych
	T2A_U19	potrafi - 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 inżyniera	InzA2_U08	potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotu	C-1	Zapoznanie studentów z zasadami sporządzania bilansów stechiometrycznych, homogenicznych reakcji prostych i złożonych oraz reakcji heterogenicznych. Podanie ogólnych wiiadomości z zakresu termodynamiki, termochemii i równowag, z wykazaniem sposobów ich zastosowania do przewidywania kierunku przebiegu procesów i doboru warunków ich prowadzenia oraz do projektowania reaktorów. Umiejętność dokonywania przez studentów analizy kinetycznej procesu homogenicznego, heterogenicznego i kontaktowego. Omówienie podstawowych typów reaktorów i podanie ogólnych zależności inżynierii reaktorowej. Ukształtowanie umiejętności sporządzania bilansów masowych i cieplnych dla różnych typów reaktorów idealnych i różnych warunków prowadzenia procesu prostego, jednoreakcyjnego lub złożonego, wieloreakcyjnego (izotermicznie, adiabatycznie, nieizotermicznie ze stałą lub zmienną wymianą ciepła). Zrozumienie i interpretacja zjawisk obserwowanych w reaktorach rzeczywistych. Zapoznanie studentów z zasadami wyboru reaktora i optymalnych warunków prowadzenia procesu chemicznego oraz zasadami projektowania poszczególnych typów reaktorów. Projektowanie reaktorów pracujących w różnych warunkach temperaturowych dla realizacji wybranych procesów z zastosowaniem nowoczesnych metod obliczeniowych.
Treści programowe	T-P-5	Projektowanie reaktora półprzepływowego dla wybranego procesu ( warunki izotermiczne, adiabatyczne lub ze stałą wymianą ciepła ).
	T-P-3	Projektowanie reaktora okresowego pracujacego w warunkach izotermicznych, adiabatycznych lub ze stałą wymianą ciepła, dla wybranego procesu chemicznego.
	T-P-1	Obliczenia wstępne przy projektowaniu reaktorów chemicznych - wyznaczanie składu mieszaniny poreakcyjnej z wykorzystaniem równań bilansu stechiometrycznego, obliczanie funkcji termodynamicznych dla reakcji chemicznej, obliczanie stałych równowagi reakcji chemicznych i składu równowagowego mieszaniny reakcyjnej, wyznaczanie parametrów równania kinetycznego, ogólne zasady projektowania wymienników ciepła.
	T-P-2	Przybliżone metody projektowania reaktorów chemicznych.
	T-P-4	Projektowanie izotermicznego reaktora przepływowego zbiornikowego i izotermicznej kaskady reaktorów zbiornikowych, dla wybranego procesu chemicznego.
	T-P-6	Projektowanie autotermicznego, przepływowego reaktora rurowego, kontaktowego dla procesu spalania wybranego zanieczyszczenia powietrza.
Metody nauczania	M-4	projekt
Metody nauczania	M-3	objaśnianie i wyjaśnianie
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: Ocena formująca z zaliczenia projektu wykonanego przez każdego studenta, dokonywana w trakcie trwania zajęć, mająca wpływ na ocenę końcową
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	student ma zaliczony projekt po poprawkach
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty kształcenia	KOS_2A_C01-04b_K01	W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywna postawa na zajęciach, otwartości na postępy w chemii, kreatywność w poszukiwaniu nowych rozwiązań, postępowanie zgodne zasadmi etyki, postrzeganie relacji przełożony podwładny, potrafi współdziałac i pracować w grupie, terminowej realizacji zadań, punktualnego przychodzenia na zajęcia, ma świadomość konieczności precyzyjnego wykonywania obliczeń projektowych i ustawicznego kształcenia, wrażliwość na sprawiedliwą ocenę, wyrażania ocen o prowadzącym zajęcia, potrafi mysleć i działać w sposób kreatywny
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	KOS_2A_K04	potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	T2A_K03	potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	InzA2_K02	potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy
Cel przedmiotu	C-2	Wykształcenie: właściwych zachowań, aktywnej postawy na zajęciach, punktualności, rzetelności w prowadzeniu obliczeń projektowych i odpowiedzialności za zaprojektowane rozwiązania, umiejętności współpracy w grupie, umiejętności kreatywnego myślenia i działania.
Treści programowe	T-W-9	Reaktory kontaktowe o modelach heterogenicznych i zasady ich projektowania dla układów gaz - ciało stałe.
	T-P-5	Projektowanie reaktora półprzepływowego dla wybranego procesu ( warunki izotermiczne, adiabatyczne lub ze stałą wymianą ciepła ).
	T-W-8	Reaktor przepływowy rurowy dla procesów kontaktowych ( kryterium pseudohomogeniczności procesu kontaktowego, reaktor kontaktowe o modelach pseudohomogenicznych ).
	T-P-6	Projektowanie autotermicznego, przepływowego reaktora rurowego, kontaktowego dla procesu spalania wybranego zanieczyszczenia powietrza.
	T-P-3	Projektowanie reaktora okresowego pracujacego w warunkach izotermicznych, adiabatycznych lub ze stałą wymianą ciepła, dla wybranego procesu chemicznego.
	T-W-12	Stabilność i autermiczność procesu przepływowego.
	T-P-4	Projektowanie izotermicznego reaktora przepływowego zbiornikowego i izotermicznej kaskady reaktorów zbiornikowych, dla wybranego procesu chemicznego.
	T-W-10	Reaktor fluidyzacyjne i cyrkulacyje - zasady projektowania takich reaktorów.
	T-W-11	Bioreaktory - zasady obliczeń i doboru.
	T-W-13	Zagadnienia wyboru reaktora i warunków prowadzenia procesu chemicznego.
	T-P-1	Obliczenia wstępne przy projektowaniu reaktorów chemicznych - wyznaczanie składu mieszaniny poreakcyjnej z wykorzystaniem równań bilansu stechiometrycznego, obliczanie funkcji termodynamicznych dla reakcji chemicznej, obliczanie stałych równowagi reakcji chemicznych i składu równowagowego mieszaniny reakcyjnej, wyznaczanie parametrów równania kinetycznego, ogólne zasady projektowania wymienników ciepła.
	T-P-2	Przybliżone metody projektowania reaktorów chemicznych.
Metody nauczania	M-3	objaśnianie i wyjaśnianie
	M-6	gry dydaktyczne ( symulacyjne, decyzyjne, psychologiczne )
	M-5	anegdota
Sposób oceny	S-3	Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca osiagnięte założone efekty kształcenia kompetencji społecznych.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	student zachowuje się poprawnie, jest punktualny, rzetelny w prowadzeniu obliczeń fizykochemicznych oraz projektowych, ma świadomość odpowiedzialności za opracowane projekty oraz wykazuje umiejetność pracy w grupie.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0