Моделювання процесів та апаратів хімічної технології

Спеціальність: Хімічні технології та інженерія (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.161.10.O.140
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Хімічна інженерія
Лектор: к.т.н., с.н.с., доцент Іващук Олександр Сергійович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою курсу є засвоєння студентами основних підходів до комп’ютерного моделювання хіміко-технологічних процесів та апаратів хімічної технології, поглибленого вивчення та удосконалення професійної підготовки магістрів в області інженерного аналізу та розширення практичних навиків роботи з сучасним програмним комплексом системи автоматизованого проектування SOLIDWORKS та його прикладного модуля SOLIDWORKS Flow Simulation. Особлива увага приділена навчанню студентів методам моделювання газогідродинаміки обладнання з урахуванням специфічних вимог хімічного виробництва, побудові комп’ютерних моделей основних процесів хімічної технології, їх верифікації з експериментальними даними та вирішення задач оптимізації.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: Інтегральна компетентність (ІНТ): Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та проблеми хімічних технологій та інженерії під час професійної діяльності або у процесі навчання, що передбачає проведення досліджень та/або здійснення інновацій і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов і вимог. загальні компетентності: ЗК2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. ЗК3. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел. фахові компетентності: ФК1. Здатність досліджувати, класифікувати і аналізувати показники якості хімічної продукції, технологічних процесів і обладнання хімічних виробництв. ФК3. Здатність використовувати результати наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок для вдосконалення існуючих та/або розробки нових технологій і обладнання хімічних виробництв. ФК4. Здатність використовувати сучасне спеціальне наукове обладнання та програмне забезпечення при проведенні експериментальних досліджень і здійсненні дослідно-конструкторських розробок у сфері хімічних технологій та інженерії. ФК5. Володіння навиками роботи у спеціалізованому програмному забезпеченні, призначеному для комп’ютерного та (або) чисельного моделювання, інженерного аналізу та автоматизованої конструкторської підготовки промислового обладнання хімічних виробництв та супутніх технологічних процесів.
Результати навчання: У результаті вивчення навчальної дисципліни здобувач освіти повинен бути здатним продемонструвати такі програмні результати навчання: 1. Знання можливостей сучасного програмного забезпечення моделювання та інженерного аналізу хіміко-технологічних процесів та комп’ютерних моделей обладнання хімічної технології. 2. Уміння аналізу та реалізації фізичних та математичних моделей у програмному комплексі SOLIDWORKS та його модулі SOLIDWORKS Flow Simulation.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Фізика Вища математика Фізична хімія Процеси та апарати хімічної технології Машини та апарати хімічних виробництв Основи автоматизованого проектування Чисельне моделювання гідромеханічних процесів Чисельне моделювання масообмінних процесів Чисельне моделювання хімічних реакторів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна дозволяє опанувати основи комп’ютерного моделювання, верифікації, оптимізації хіміко-технологічних процесів та апаратів хімічної технології за допомогою програмного комплексу системи автоматизованого проектування та інженерного аналізу SOLIDWORKS та модуля SOLIDWORKS Flow Simulation.
Опис: Основні можливості Solidworks Flow Simulation Майстер налаштування нового проекту. Інженерна база даних в Solidworks Flow Simulation. Внесення нетипових середовищ до інженерної бази даних Налаштування проекту: розрахункова область, потоки, граничні умови, цілі, сітка. Solver. Виведення результатів проекту Параметричне моделювання у Solidworks Flow Simulation Змінне налаштування сітки розрахункової області Розрахунок зовнішньої задачі гідродинаміки у Solidworks Flow Simulation. Використання рівнянь у виборі цілей проекту Моделювання змішування потоків рідини у Solidworks Flow Simulation Дослідження ефективності вловлювання частинок у SolidWorks Flow Simulation Дослідження пористого середовища у SolidWorks Flow Simulation
Методи та критерії оцінювання: Екзаменаційний контроль, усне опитування, поточний контроль, виконання практичних, лабораторних робіт.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль 30 Екзаменаційний контроль 70 Разом за дисципліну 100
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Базова 1. Flow Simulation 2022 Technical Reference. 158 с. 2. Tutorials Solidworks Flow Simulation 2022. 478 с. Допоміжна 1. Іващук О. С. Основи інженерного аналізу та підготовки виробництва хімічного обладнання. ч. 1: навч. посіб. / О. С. Іващук. – Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2020. – 140 с. – ISBN 978-966-941-562-2.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).

Моделювання процесів та апаратів хімічної технології (курсовий проєкт)

Спеціальність: Хімічні технології та інженерія (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.161.10.O.141
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Хімічна інженерія
Лектор: к.т.н., доцент Гаврилів Роман Іванович к.т.н., доцент Костів Ірина Світозарівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою викладання даної дисципліни є ознайомлення з новими підходами комп’ютерного моделювання хіміко-технологічних процесів, поглибленого вивчення та удосконалення професійної підготовки в області проведення теоретичних досліджень та розширення практичних навиків роботи з сучасними програмними комплексами системи автоматизованого проектування – ANSYS, SOLIDWORKS. Особлива увага приділена урахуванням специфічних вимог хімічного виробництва, побудові комп’ютерних моделей основних процесів хімічної технології, їх верифікації з експериментальними даними.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей: Інтегральна компетентність (ІНТ): Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та проблеми хімічних технологій та інженерії під час професійної діяльності або у процесі навчання, що передбачає проведення досліджень та/або здійснення інновацій і характеризуються комплексністю та невизначеністю умов і вимог. загальні компетентності: ЗК2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. ЗК3. Здатність до пошуку, оброблення та аналізу інформації з різних джерел. фахові компетентності: ФК1. Здатність досліджувати, класифікувати і аналізувати показники якості хімічної продукції, технологічних процесів і обладнання хімічних виробництв. ФК3. Здатність використовувати результати наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок для вдосконалення існуючих та/або розробки нових технологій і обладнання хімічних виробництв. ФК4. Здатність використовувати сучасне спеціальне наукове обладнання та програмне забезпечення при проведенні експериментальних досліджень і здійсненні дослідно-конструкторських розробок у сфері хімічних технологій та інженерії. ФК5. Володіння навиками роботи у спеціалізованому програмному забезпеченні, призначеному для комп’ютерного та (або) чисельного моделювання, інженерного аналізу та автоматизованої конструкторської підготовки промислового обладнання хімічних виробництв та супутніх технологічних процесів.
Результати навчання: • Знання можливостей сучасного програмного забезпечення моделювання хіміко-технологічних процесів, методів створення комп’ютерних моделей процесів хімічної технології, етапів 2D і 3D моделювання хімічної апаратури. • Уміння аналізу та реалізації фізичних та математичних моделей у програмних комплексах ANSYS FLUENT.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: • Процеси та апарати хімічної технології • Математичне моделювання ХТП • Основи автоматизованого проектування обладнання хімічних виробництв
Короткий зміст навчальної програми: Виконання курсового проекту
Опис: Види аналізів в ANSYS. Використання методу кінцевих елементів для вирішення задач гідро- і газодинаміки в ANSYS FLUENT. Огляд і класифікація задач гідро- і газодинаміки, які вирішуються в ANSYS FLUENT. Використання методу кінцевих елементів для аналізу теплових процесів в хімічній технології. Огляд моделей, які реалізовані в програмному комплексі ANSYS FLUENT. Використання методу кінцевих елементів для аналізу процесів за участю багатофазових потоків в ANSYS FLUENT. Використання методу кінцевих елементів для дослідження масообмінних та реакційних процесів в ANSYS FLUENT. Створення проекту чисельного експерименту в програмному модулі ANSYS. Основи роботи в ANSYS WORKBENCH. Робота з проектом в ANSYS Workbench. Створення геометричних моделей досліджуваного об’єкту в Design Modeler. Створення сітки кінцевих елементів. Структуровані і неструктуровані сітки. Робота в програмному модулі Mesher. Підготовка і налаштування чисельного експерименту в ANSYS FLUENT. Вибір фізичних моделей. Налаштування робочих умов, властивостей матеріалів, сполук та потоків. Налаштування початкових та граничних умов моделювання. Вибір і налаштування вирішувача у програмі Fluent, використання явних і неявних схем дискретизації. Обробка і візуалізація результатів моделювання.
Методи та критерії оцінювання: Курсовий проект - 100 %
Критерії оцінювання результатів навчання: Курсовий проект - 100 %
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: . Бруяка В.А. Инженерный анализ в ANSYS Workbench ч.1: Учеб. пособие./ В.А. Бруяка, В.Г. Фокин, Е.А. Солдусова, Н.А. Глазунова, И.Е. Адеянов.- Самара: Самар.гос. тех. ун-т, 2010.-271 с ил. 2. Бруяка В.А. Инженерный анализ в ANSYS Workbench ч.2: Учеб. пособие./ В.А. Бруяка, В.Г. Фокин, Е.А., Я.В. Кураева - Самара: Самар.гос. тех. ун-т, 2013.- 149 с ил. 3. Басов К.А., ANSYS в примерах и задачах. М.: Изд-во КомпютерПресс, 2002 – 225 с ил. 4. Офіційний сайт програми Ansys: http://ansys.com 5. Tickoo Sham. Solidworks 2016 for Designers. / 14th Edition. — CADCIM Technologies, 2016. — 1825 p. — ISBN: 978-1-942689-18-8. 6. Основы SolidWorks. Построение моделей деталей: учеб.-метод. пособие / А.Ю. Быканова, А.В. Старков. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2009. – 120 с. 7. SolidWorks 2011 на примерах / Н. Ю. Дударева, С. А. Загайко. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. — 496 с.: ил. 8. Алямовский А. А. SolidWorks Simulation. Как решать практические задачи. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 448 с.: ил. 9. Офіційний сайт програми SolidWorks: http://solidworks.com
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).