Моделювання енерго- та ресурсозберігаючих процесів в хімічній технології

Спеціальність: Комп'ютерна хімічна інженерія
Код дисципліни: 7.161.10.E.025
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Хімічна інженерія
Лектор: Кіндзера Д.П.
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою курсу є засвоєння студентами основних підходів до фізичного, математичного та комп'ютерного моделювання енерго- та ресурсозберігаючих процесів хімічної технології, застосування ексергетичного аналізу, як методу термодинамічного аналізу установок та хіміко-технологічних систем, прийняття технічних рішень щодо зменшення втрат ексергії.
Завдання: 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.ФКС2.1. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички в галузі обчислювальної математики (математичної статистики) для статистичної обробки експериментальних даних та інженерного аналізу хімічних і хіміко-технологічних процесів та проектування обладнання хімічних технологій. ФКС2.2. Здатність виконувати комп’ютерне моделювання та симуляцію роботи технологічного обладнання для розробки і проектування хімічного обладнання, а також моделювання основних процесів хімічної технології, їх аналізу та оптимізації. ФКС2.3. Здатність ефективно використовувати системи автоматизованого проектування та інженерної підготовки і проводити наукові роботи в галузі інженерного аналізу хімічних процесів та обладнання.
Результати навчання: ПР1. Критично осмислювати наукові концепції та сучасні теорії хімічних процесів та хімічної інженерії, застосовувати їх при проведенні наукових досліджень та створенні інновацій. 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. ПР4. Оцінювати технічні і економічні характеристики результатів наукових досліджень, дослідно-конструкторських розробок, технологій та обладнання хімічних виробництв. ПР6. Розробляти та реалізовувати проекти в сфері хімічних технологій та дотичні до неї міждисциплінарні проекти з урахуванням соціальних, економічних, екологічних та правових аспектів. 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
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Методологія наукових досліджень Проектування хіміко-технологічних систем Чисельне моделювання процесів та апаратів хімічної технології
Короткий зміст навчальної програми: В курсі "Моделювання енерго- та ресурсозберігаючих процесів в хімічній технології" вивчаються основні підходи до фізичного, математичного та комп'ютерного моделювання енерго- та ресурсозберігаючих процесів хімічної технології, застосування ексергетичного аналізу, як методу термодинамічного аналізу установок та хіміко-технологічних систем, прийняття технічних рішень щодо зменшення втрат ексергії.
Опис: Хіміко-технологічний процес та хіміко-технологічна система. Енергетичні потоки процесу та системи. Модель та об’єкт досліджень. Фізичне, математичне та комп’ютерне моделювання процесів та їх оптимізація з використанням спеціалізованих комп'ютерних програм. Досконалість існуючих, проектованих чи модельованих хіміко-технологічних систем чи процесів. Підвищення ефективності використання відходів і вторинних сировинних ресурсів. Енергоефективні технології на підприємствах хімічної промисловості. Ексергетичні баланси. Ексергетичний аналіз, як метод термодинамічного аналізу установок та хіміко-технологічних систем. Ексергетичні критерії енергоефективності основних хіміко-технологічних процесів та систем. Фізичне та чисельне моделювання теплових потоків, ексергетичних перетворень. Визначення ККД окремих елементів системи та системи вцілому. Комп’ютерне моделювання процесів теплообміну та ексергетичний аналіз. Паросилові установки. Цикли Карно та Ренкіна. Ексергетичний аналіз парокомпресійної холодильної установки на основі змодельованих процесів. Технічні рішення щодо зменшення втрат ексергії.
Методи та критерії оцінювання: Екзаменаційний контроль, усне опитування, поточний контроль, виконання 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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Арсеньєв В. М. Методи термодинамічного аналізу термомеханічних систем: основи теорії, приклади та завдання : навчальний посібник / В. М. Арсеньєв, С. О. Шарапов. – Суми : Сумський державний університет, 2022. – 322 с. 2. Куделя П. П. Соломаха А. С. Енергетичні та ексергетичні підходи до проблеми раціонального використання енергії. Навчальний посібник: - Київ, КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022, 159с. 3. Методи розрахунків у технології неорганічних виробництв. Навчальний посібник у 2-х частинах / За ред. О.Я. Лобойко і Л.Л. Товаржнянського. – Харків: Вид-во НТУ “ХПІ”, 2001. – 480 с. 4. Семенишин Є.М., Мальований М.С. енерготехнологія хіміко-технологічних процесів. Навч. Посібник. - Львів: Видавництво НУ «ЛП», 2005. -420 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).