Моделювання хімічних реакторів

Спеціальність: Комп'ютерна хімічна інженерія
Код дисципліни: 7.161.10.E.022
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: фахові компетентності (ФК): 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. фахові компетентності професійного спрямування (ФКС): ФКС1.1. Здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички в галузі обчислювальної математики (математичної статистики) для статистичної обробки експериментальних даних і математичного моделювання хімічних і хіміко-технологічних процесів та проектування обладнання хімічних технологій. ФКС1.2. 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. ФКС1.3. Здатність ефективно використовувати системи автоматизованого проектування та інженерної підготовки і проводити наукові роботи в галузі комп’ютерного моделювання та конструкторської підготовки хімічних процесів та обладнання.
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) 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 (КОМ1. Зрозуміле і недвозначне донесення власних знань, висновків та аргументації до фахівців і нефахівців, зокрема, до осіб, які навчаються) РН8 (КОМ2. 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 Супутні і наступні навчальні дисципліни Проектування хіміко-технологічних систем Проектування хімічних виробництв Моделювання процесів та апаратів хімічної технології Моделювання хіміко-технологічних процесів
Короткий зміст навчальної програми: В межах навчальної дисципліни «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 математичного опису. Технологічні критерії ефективності та інтенсивності роботи ХР Універсальна моделююча програма ChemCAD. Модулі хімічни реакторів (ХР) Основні етапи обробки задач чисельного моделювання ХР в програмі ChemCAD. Вибір методу розрахунку ХР. Типи кінетичних моделей. Методи виробництва сірчаної кислоти. Моделювання хімічних реакторів у виробництві 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
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: письмово-усний контроль 10 захист лабораторних робіт 20 Разом за ПК 30 письмова компонента 50 усна компонента 20 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. CHEMCAD и CC-BATCH. User Manual and Training Guide. Chemstations Inc. – 2005. – 115 с. 2. 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. 3. CHEMCAD User Guide Version 8 Допоміжна 1. Електронний навчально-методичний комплекс із дисципліни «Чисельне моделювання хімічних реакторів» для студентів магістерського рівня вищої освіти за спеціальністю 161 “Хімічні технології та інженерія” (укладач Гузьова І.О. реєстр. номер № Е41-220-399/2022 від 06.10.2022 р.) Сертифікат № 04927 https://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=10969&notifyeditingon=1 9. Інформаційні ресурси 1. Official CHEMCAD website: https://www.chemstations.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).