Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
Sylabus przedmiotu Gospodarka energią:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Gospodarka energią | ||
| Specjalność | Inżynieria procesów w technologiach przetwórczych | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Rafał Rakoczy <Rafal.Rakoczy@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marian Kordas <Marian.Kordas@zut.edu.pl>, Rafał Rakoczy <Rafal.Rakoczy@zut.edu.pl>, Henryk Łącki <Henryk.Lacki@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 6,0 | ECTS (formy) | 6,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Elementy fizyki |
| W-2 | Mechanika płynów |
| W-3 | Elementy matematyki wyższej |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Student posiądzie wiedzę o rodzajach energii, wytwarzaniu, wykorzystywaniu oraz urządzeniach i schematach związanych jak również pozna relacje matematyczne przrydatne do obliczeń podstawowych lub projektowych, |
| C-2 | Student w ramach ćwiczeń audytoryjnych nabędzie umiejętność formułowania opisu matematycznego dla zagadnień gospodarki energią oraz rozwiązywania problemów inżynierskich tematycznie związanych z przedmiotem zajęć. |
| C-3 | Student w ramach ćwiczeń laboratoryjnych nabędzie umiejętność zaplanowania i przeprowadzenia eksperymentu przydatnego w analizie zagadnień związanych z gospodarką energią. |
| C-4 | student będzie miał umiejętność projektowania prostych systemów energetycznych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Rodzaje ruchu ciepła. Przewodzenie ustalone przez ściankę płaską (bez źródła i ze źródłem). Przenikanie ciepła. Napędowa różnica temperatur. Powierzchnia wymiany ciepła. Przewodzenie ustalone (układ płaski, wielowarstwowy, cylindryczny). Nieustalone przewodzenie ciepła (bez źródła i ze źródłem). Konwekcja swobodna i wymuszona. Promieniowanie. Kondensacja. Wrzenie. Metody analityczne badania wnikania ciepła. Ruch ciepła przez równoczesne wnikanie ciepła i dyfuzję masy. Urządzenia i aparaty do wymiany ciepła. Wskaźniki projektowe. | 15 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Wnikanie ciepła w ruchu ustalonym. | 5 |
| T-L-2 | Wymiana ciepła w mieszalniku cieczy. | 5 |
| T-L-3 | Ogrzewanie cieczy w mieszalniku z zastosowaniem zewnętrznego wymiennika ciepła. | 5 |
| 15 | ||
| projekty | ||
| T-P-1 | Projekt skojarzonego system wytwarzania energii | 15 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Rozdaje energii. Energia. Egzergia. Anergia. Symbole. Jednostki. | 2 |
| T-W-2 | Źródła energii. Zasoby paliw naturalnych. Czas nieodwracalnego wyczerpania surowca. Potencjalne mozliwości technicznego zagospodarowania. Przetwarzanie energii. | 2 |
| T-W-3 | Odnawialne źródła energii. Zasoby. Energia słońca, wody i wiatru. Sposoby pozyskiwania. Schematy instalacji. Geometryczne konfiguracje urządzeń technicznych. Podstawowe obliczenie. Magazynowanie energii. Elektrownie. Schematy. | 8 |
| T-W-4 | Energia przemian jądrowych. Instalacje. Reaktory. Energia geotermalna. Sposoby pozyskiwania. Sposoby wykorzystania. Konfiguracje geometryczne urządzeń technicznych. Instalację. Schematy. Podstawowe obliczenia. | 4 |
| T-W-5 | Energia elektryczna. Sposoby wytwarzania. Surowce. Elektrownie i elektrociepłownie. Schematy. Podstawowe obliczenie. Przetwarzanie energii elektrycznej. Odbiorniki energii. Magazynowanie. | 4 |
| T-W-6 | Pozyskiwanie energii z biomasy. Klasyfikacja odpadów ze względu na utylizację termiczną. Produkty spalania. Wymagania. Bilans cieplny procesu spalania. Spalanie użytych palnych wyrobów. Biogaz. Wykorzystanie. | 4 |
| T-W-7 | Chłodnictwo. Kryogenika. Energia niskich temperatur. Wytwarzanie. Wykorzystywanie techniczne i medyczne. Konfiguracje geometryczne urządzeń technicznych. Schematy instalacji. Podstawowe obliczenia. Instalacje skraplania gazów technicznych. | 4 |
| T-W-8 | Ciepłownictwo. Sposoby wytwarzania energii. Wykorzystywanie energii do celów ogrzewania. Izolacja cieplna. Audyt termomodernizacyjny. Kurtyny cieplne. Pompy cieplne. Magazynowanie ciepła. Konfiguracje geometryczne urządzeń technicznych. Schematy instalacji. Podstawowe obliczenia. | 8 |
| T-W-9 | Energia cieplna z przemian fazowych. Sposoby wytwarzania. Wykorzystania procesowe. Konfiguracje geometryczne urządzeń technicznych. Schematy. Podstawowe obliczenia | 4 |
| T-W-10 | Wykorzystanie energii w urządzeniach technicznych pracujących osobno lub w systemach technologicznych. Konfiguracje geometryczne urządzeń technicznych, Schematy. Podstawowe obliczenia. | 5 |
| 45 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-A-2 | Konsultacje z prowadzącym. | 5 |
| A-A-3 | Przygotowanie się do zaliczenia. | 10 |
| 30 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie się do zajęć. | 5 |
| A-L-3 | Przygotowywanie sprawozdań z zajęć laboratoryjnych. | 10 |
| 30 | ||
| projekty | ||
| A-P-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-P-2 | Samodzielne wykonanie projektu | 13 |
| A-P-3 | Konsultacje | 1 |
| A-P-4 | Zaliczenie projektu | 1 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 45 |
| A-W-2 | Przygotowanie do egzaminu. | 45 |
| 90 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wyklad informacyjny. |
| M-2 | ćwiczenia audytoryjne (metody podające: objaśnienie lub wyjaśnienie; metody aktywizujące: metoda przypadków, dyskusja dydaktyczna; metody programowe: z użyciem podręcznika programowanego; metody praktyczne: ćwiczenia laboratoryjne, metoda projektów, metoda przewodniego tekstu) |
| M-3 | ćwiczenia laboratoryjne (metody podające: objaśnienie lub wyjaśnienie; metody problemowe: metoda przypadków, dyskusja dydaktyczna; metody programowe: z użyciem komputera; metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia laboratoryjne, metoda projektów, metoda przewodniego tekstu) |
| M-4 | Metoda praktyczna - metoda projektów |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów na zakończenie semestru w formie pisemnego egzaminu o tresci teoretycznej. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: ocena z ćwiczeń audytoryjnych zostanie wystawiona na podstawie zaliczenia pisemnego (test) |
| S-3 | Ocena podsumowująca: ćwiczenia laboratoryjne – ocena końcowa zostanie wystawiona na podstawie ocen cząstkowych wystawionych na podstawie samodzielnie lub grupowo wykonanych sprawozdań (możliwe zadawanie pytań przy „obronie” sparwozdań) |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Końcowe zaliczenie projektu |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C06-02_W01 Student posiądzie wiedzę o rodzajach energii, wytwarzniu, wykorzystywaniu oraz wuedzę o urzzrądzeniach i schematach technologicznych jak również pozna relacje matematyczne przrydatne do obliczeń podstawowych lub projektowych. | ICHP_2A_W01, ICHP_2A_W02, ICHP_2A_W05, ICHP_2A_W09 | — | — | C-1 | T-W-7, T-W-5, T-W-6, T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-10, T-W-8, T-W-3, T-W-9 | M-1 | 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C06-02_U01 Student podczas zajęć praktycznych nabędzie umiejętności: analizowania, przeszukiwania oraz zaprezentowania odpowiedniej wiedzy z literatury oraz innych źródeł; definiowania opisu matematycznego dla zagadnień związanych z procesami cieplnymi; rozwiązywania podstawowych problemów wymiany ciepła; formułowania opisu matematycznego podstawowych aparatów stosowanych w procesach cieplnych; zastosowania zdobytej wiedzy do metody rozwiązania problemu obliczeniowego. | ICHP_2A_U01, ICHP_2A_U14, ICHP_2A_U15, ICHP_2A_U17 | — | — | C-2, C-3 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-A-1 | M-2 | S-2, S-3 |
| ICHP_2A_C06-02_U02 student będzie potrafił zaprojektować system wykorzystania różnych rodzajów energii | ICHP_2A_U01, ICHP_2A_U03, ICHP_2A_U09, ICHP_2A_U19 | — | — | C-4 | T-P-1 | M-4 | S-4 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C06-02_K01 Sudent posiadając zdobytą wiedzę i umiejętności jest w stanie zrozumieć i popierać wykorzystanie źródeł energii odnawialnej ze swiadomością wyczerpania źródeł energii nieodnawialnej. Student będzie zdawał sprawę lub będzie świadomy, że zdobyta wiedza i umiejętności w zakresie racjonalnej gospodarki energii pozwoli na aktywne właczenie się w program ochrony srodowiska naturalnego ze wzgledu na wykorzystywanie żródeł energii. | ICHP_2A_K01, ICHP_2A_K02, ICHP_2A_K07 | — | — | C-1, C-2, C-3, C-4 | T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-P-1, T-A-1, T-W-7, T-W-5, T-W-6, T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-10, T-W-8, T-W-3, T-W-9 | M-1, M-2, M-3, M-4 | S-1, S-2, S-3, S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C06-02_W01 Student posiądzie wiedzę o rodzajach energii, wytwarzniu, wykorzystywaniu oraz wuedzę o urzzrądzeniach i schematach technologicznych jak również pozna relacje matematyczne przrydatne do obliczeń podstawowych lub projektowych. | 2,0 | Student jedynie orientuje się w gospodarce cieplnej w stopniu ogólnikowym bez omówienie technik i urządzeń wytwarzania. |
| 3,0 | Student orientuje się w problemach gospodarki energią, jednak jego wiedza jest ograniczona i nie pozwala opisywać i rozwijać zagadnienia ze względu na stronę techniczną i zamieszczone relacje matematyczne są małoprzydatne do ewentualnych obliczeń cyfrowych. | |
| 3,5 | Student orientuje się w problemach gospodarki energią i jest w stanie ogólnikowo opisywać stronę techniczną, a zamieszczone relacje matematyczne dotyczą głownych problemów i mogą byc przydatne do ewentualnych obliczeń cyfrowych. | |
| 4,0 | Student orientuje się w problemach gospodarki energią i jest w stanie względnie wyczerpująco opisywać stronę techniczną wskazanych instalacji i urządzeń, dla których zamieszczone relacje matematyczne mogą byc przydatne do ewentualnych obliczeń cyfrowych. | |
| 4,5 | Student orientuje się w problemach gospodarki energią i jest w stanie wyczerpująco opisywać stronę techniczną wskazanych instalacji i urządzeń, a podane relacje matematyczne mogą byc przydatne do elementarnych obliczeń cyfrowych kilku wariantów rozwiązań konstrukcyjnych urządzeń. | |
| 5,0 | Student orientuje się w problemach gospodarki energią i jest w stanie wyczerpująco nie tylko opisywać stronę techniczną wskazanych instalacji i urządzeń jak również komentować rozwiązania techniczne z propozyją ulepszeń. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C06-02_U01 Student podczas zajęć praktycznych nabędzie umiejętności: analizowania, przeszukiwania oraz zaprezentowania odpowiedniej wiedzy z literatury oraz innych źródeł; definiowania opisu matematycznego dla zagadnień związanych z procesami cieplnymi; rozwiązywania podstawowych problemów wymiany ciepła; formułowania opisu matematycznego podstawowych aparatów stosowanych w procesach cieplnych; zastosowania zdobytej wiedzy do metody rozwiązania problemu obliczeniowego. | 2,0 | Student nie posiada podstawowych umiejętności w obliczaniu problemów z zakresu gospodarki energią. |
| 3,0 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów z zakresu gospodarki energią. | |
| 3,5 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów z zakresu gospodarki energią; potrafi w ograniczonym zakresie samodzielnie rozwiązywać problemy obliczeniowe. | |
| 4,0 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów z zakresu gospodarki energią; potrafi samodzielnie rozwiązywać problemy obliczeniowe. | |
| 4,5 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów z zakresu gospodarki energią; potrafi samodzielnie rozwiązywać problemy obliczeniowe oraz wykorzystywać zdobyte informacje i umiejętności do interpretacji uzyskanych wyników. | |
| 5,0 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów z zakresu gospodarki energią; potrafi samodzielnie rozwiązywać skomplikowane problemy obliczeniowe oraz wykorzystywać zdobyte informacje i umiejętności do interpretacji uzyskanych wyników; jest w stanie weryfikować uzyskane rezultaty i prezentować je w szerszym gronie. | |
| ICHP_2A_C06-02_U02 student będzie potrafił zaprojektować system wykorzystania różnych rodzajów energii | 2,0 | student nie potrafił zaprojektować systemu wykorzystania różnych rodzajów energii |
| 3,0 | student potrafił zaprojektować system wykorzystania różnych rodzajów energii | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C06-02_K01 Sudent posiadając zdobytą wiedzę i umiejętności jest w stanie zrozumieć i popierać wykorzystanie źródeł energii odnawialnej ze swiadomością wyczerpania źródeł energii nieodnawialnej. Student będzie zdawał sprawę lub będzie świadomy, że zdobyta wiedza i umiejętności w zakresie racjonalnej gospodarki energii pozwoli na aktywne właczenie się w program ochrony srodowiska naturalnego ze wzgledu na wykorzystywanie żródeł energii. | 2,0 | Student nie jest świadomy, że zdobyta wiedza pozwoli znaleźć wspólny język techniczny z osobami zajmującymi się problemami dynamiki procesowej i sterowania; nie jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub w zespole zadania. |
| 3,0 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza pozwoli znaleźć wspólny język techniczny z osobami zajmującymi się problemami dynamiki procesowej i sterowania; jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub w zespole zadania. | |
| 3,5 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza pozwoli znaleźć wspólny język techniczny z osobami zajmującymi się problemami dynamiki procesowej i sterowania; jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub w zespole zadania; jest chętny do samodzielnego formułowania problemów badawczych, projektowych i obliczeniowych. | |
| 4,0 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza pozwoli znaleźć wspólny język techniczny z osobami zajmującymi się problemami dynamiki procesowej i sterowania; jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub w zespole zadania; samodzielnie formułuje problemy badawcze, projektowe i obliczeniowe. | |
| 4,5 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza pozwoli znaleźć wspólny język techniczny z osobami zajmującymi się problemami dynamiki procesowej i sterowania; jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub w zespole zadania; samodzielnie formułuje problemy badawcze, projektowe i obliczeniowe; jest kreatywny w swoim działaniu. | |
| 5,0 | Student jest świadomy, że zdobyta wiedza pozwoli znaleźć wspólny język techniczny z osobami zajmującymi się problemami dynamiki procesowej i sterowania; jest w stanie odpowiednio zdefiniować priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub w zespole zadania; samodzielnie formułuje problemy badawcze, projektowe i obliczeniowe; jest kreatywny w swoim działaniu; postępuje zgodnie z zasadami etyki oraz wykazuje zdolność do kierowania zespołem zdeterminowanym do osiągnięcia założonego celu. |
Literatura podstawowa
- Sobański R,. Kabat M., Nowak W., Jak pozyskać ciepło z ziemi, COIB, Warszawa, 2000
- Hobler T., Ruch ciepła i wymienniki, PWT, Warszawa, 1986
- Nowak W., Stachel A.A., Stan i perspektywy wykorzystania niektórych odnawia;lnych źródeł energii w Polsce, Wyd. PS, Szczecin, 2004
- Lewandowski W.M., Proekologiczne źródła energii, WNT, Warszawa, 2001
- Gutkowski K., Chłodnictwo i klimatyzacja, WNT, Warszawa, 2009
- Nowak W., Stachel A.A., Stan i perspektywy wykorzystania niektórych odnawia;lnych źródeł energii w Polsce, Wyd. PS, Szczecin, 2004
- Wiśniewski T., Wiśniewski T.S., Wymiana ciepła, WNT, Warszawa, 2000
- Kmieć A., Procesy cieplne i aparaty, WPWr, Wrocław, 2005
- Lewandowski W.M., Proekologiczne źródła energii, WNT, Warszawa, 2001
- Zarzycki R., Wymiana ciepła i ruch masy w inżynierii środowiska, WNT, Warszawa, 2010
- Gutkowski K., Chłodnictwo i klimatyzacja, WNT, Warszawa, 2009
- Orłowski P., Dobrzański W., Szwarc E., Kotły parowe - konstrukcja i obliczenia, WNT, Warszawa, 1979
- Wiśniewski T., Wiśniewski T.S., Wymiana ciepła, WNT, Warszawa, 2000
- Madejski J., Teoria wymiany ciepła, Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2011
- Kmieć A., Procesy cieplne i aparaty, WPWr, Wrocław, 2005
Literatura dodatkowa
- Nowak W., Kabat M., Kujawa T., Systemy pozyskiwania i wykorzystania energii geotermicznej, Wyd. PS, Szczecin, 2000
- Pawłow K.F., Romankow P.G., Noskow A.A., Przykłady i zadania z zakresu aparatury i inżynierii chemicznej, WNT, Warszawa, 1969
- Nowak W., Kabat M., Kujawa T., Systemy pozyskiwania i wykorzystania energii geotermicznej, Wyd. PS, Szczecin, 2000
- Leontiev A.I. (red.), Teoria tieplomassoobmena, Wyzha Skol, Moskva, 1979, (ręzyk rosyjski)
- Wong H.Y., Heat transfer for engineers, Longman, London, New York, 1977
- Weigand B., Analytical Methods for Heat Transfer and Fluid Flow Problems, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2004
- Bergman T., Lavine A., Incropera F., DeWitt D., Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Wiley, 2007
- Kreith F., Manglik R., Bohn M., Principles of Heat Transfer, Cengage Learning, 2011
- Kembłowski Z., Michałowski S., Strumiłło Cz., Zarzycki R., Podstawy teoretyczne inżynierii chemicznej i procesowej, WNT, Warszawa, 1985
- Stręk F., Karcz J., Zastosowanie metody elektrochemicznej do badania transportu masy w obszarze przyściennym mieszalnika cieczy, Inżynieria Chemiczna i Procesowa, 1999, 20, 3-22