Моделювання хімічних реакторів

Спеціальність: Комп'ютерна хімічна інженерія
Код дисципліни: 7.161.10.E.024
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Хімічна інженерія
Лектор: Гузьова Ірина Олександрівна
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Опанування принципів розробки нових або модернізації існуючих хімічних реакторів. Вивчення основних понять моделювання хімічних реакторів з використанням універсальної моделюючої програми ChemCAD. Вивчення основних принципів, задач та методів розрахунку хімічних реакторів. Освоєння побудови чисельної моделі хімічних реакторів, зокрема кінетичної, рівноважної, стехіометричної, моделі Гібса. Візуалізація, аналіз та оптимізація результатів.
Завдання: загальні компетентності: ЗК1. Здатність генерувати нові ідеї (креативність). ЗК2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях. ЗКЗ. 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. ФКЗ. Здатність використовувати результати наукових досліджень і дослідно-конструкторських розробок для вдосконалення існуючих та/або розробки нових технологій і обладнання хімічних виробництв. 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. ФК6. Здатність організувати роботу виробничого підрозділу і управляти технологічними процесами хімічних виробництв з урахуванням вимог техніки безпеки та охорони праці, використовувати професійно профільовані знання й практичні навички з моделювання для оцінки техніко-економічних показників нових зразків промислового обладнання та хіміко- технологічних процесів.
Результати навчання: РН1 (ПР1. Критично осмислювати наукові концепції та сучасні теорії хімічних процесів та хімічної інженерії, застосовувати їх при проведенні наукових досліджень та створенні інновацій) РН2 (ПР2. Здійснювати пошук необхідної інформації з хімічної технології, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, систематизувати, аналізувати та оцінювати відповідну інформацію) РН3 (ПР4. Оцінювати технічні і економічні характеристики результатів наукових досліджень, дослідно-конструкторських розробок, технологій та обладнання хімічних виробництв) РН4 (ПР5. Вільно спілкуватися державною та іноземною мовами усно і письмово для обговорення і презентації результатів професійної діяльності, досліджень та проектів) РН5 (ПР6. Розробляти та реалізовувати проекти в сфері хімічних технологій та дотичні до неї міждисциплінарні проекти з урахуванням соціальних, економічних, екологічних та правових аспектів) РН6 (ПР7. Здійснювати пошук необхідної інформації з хімічної технології у науково-технічній літературі, патентах, базах даних, інших джерелах, процесів і обладнання виробництв хімічних речовин та матеріалів на їх основі, систематизувати, і аналізувати та оцінювати відповідну інформацію) РН7 (КОМІ. Зрозуміле і недвозначне донесення власних знань, висновків та аргументації до фахівців і нефахівців, зокрема, до осіб, які навчаються) РН8 (К0М2. Здатність використання сучасних інформаційних технологій для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях)
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни Процеси та апарати хімічних технологій Основи проектування хімічних виробництв Математичне моделювання хіміко-технологічних процесів Супутні і наступні навчальні дисципліни Проектування хіміко-технологічних систем Чисельне моделювання процесів та апаратів хімічної технології
Короткий зміст навчальної програми: В межах навчальної дисципліни «Чисельне моделювання хімічних реакторів» вивчаються основні принципи моделювання та задачі проектування хімічних реакторів. Основна увага приділяється використанню універсальної моделюючої програми ChemCAD для чисельного моделювання хімічних реакторів. Вивчаються методи розрахунку хімічних реакторів та способи представлення їх у вигляді графіків, матриць, таблиць. Результатом вивчення даної дисципліни є опанування методів проектування та чисельного моделювання хімічних реакторів на сучасному рівні.
Опис: Хімічні реактори. типи хімічних реакторів. складання та аналіз мате матичного опису Технологічні критерії ефективності та інтенсивності роботи ХР Універсальна моделююча програма ChemCAD. Модулі хімічних реакторів (ХР) Основні етапи обробки задач чисельного моделювання ХР в програмі ChemCAD Вибір методу розрахунку ХР. Типи кінетичних моделей. Методи виробництва сірчаної кислоти. Моделювання контактних апаратів Моделювання ХР періодичної дії Чисельне моделювання ХР на основі експериментальних даних Чисельне моделювання процесів отримання нафтових розчинників Чисельне моделювання процесів отримання гліколів Принцип роботи контролера в універсальній моделюючій програмі ChemCAD Розділення бінарних сумішей з використанням контролера Уточнений розрахунок та перевірка математичної моделі ХР на адекватність Вирішення задач оптимізації роботи хімічних реакторів
Методи та критерії оцінювання: Основними методами діагностики знань є: поточний (ПК) і семестровий контроль (СК), який здійснюється з навчального матеріалу, обсяг якого визначений робочою програмою дисципліни за семестр. Поточний контроль здійснюється під час лекцій і лабораторних занять з метою перевірки рівня засвоєння теоретичних і практичних знань та умінь студента. ПК проводиться у формі: письмово-усного контролю та захисту лабораторних робіт. Семестровий контроль проводиться у формі екзамену (ЕК). Екзамен – це форма СК результатів навчання студента з навчальної дисципліни за семестр.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (письмово-усний контроль, захист лабораторних робіт) Екзаменаційний контроль (письмова компонента, усна компонента)
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: 1. Крамерс Х., Вестертеп К. Химические реакторы. М.: Химия, 1967. 264 с. 2. Денбиг К.Г. Теория химических реакторов. М.: Наука, 1968. 120 с. 3. Левеншпіль О. Інженерне оформлення хімічних процесів. – М.: Хімія, 1969.- 620 с 4. Бондарь А.Г. Математичне моделювання в хімічній технології. – К.: Вища школа, 1973. – 280 с. 5. Numerical modeling of chemical technological processes using Chemcad simulation software: Textbook / І. Huzova, A. Nagurskyy, V. Atamanyuk. – Lviv: Publising House of Lviv Polytechnic, 2021. – 140 с.
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).