Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Przekazanie studentom wiedzy niezbędnej do zrozumienia operacji jednostkowych inżynierii chemicznej.

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł jest realizowany w semestrze czwartym. Obejmuje 30 godzin wykładu i 30 godzin ćwiczeń. Moduł kończy się egzaminem.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Tadeusz Hobler	Ruch ciepła i wymienniki	WNT.	1976
2	Tadeusz Hobler	Dyfuzyjny ruch masy i absorbery	WNT.	1979
3	Michałowski; Cz. Strumiłło; R. Zarzycki	Teoretyczne podstawy inżynierii chemicznej	WNT.	1985
4	Praca zbiorowa pod red. Zdzisława Ziółkowskiego	Podstawowe procesy inżynierii chemicznej. Przenoszenie pędu, ciepła i masy,	PWN.	1982
5	C.O.Bennet, J.E.Myers	Przenoszenie pędu, ciepła i masy	WNT.	1967
6	Dorota Antos, Krzysztof Kaczmarski, Wojciech Piątkowski	Wymiana ciepła - materiały pomocnicze	Pol. Rzeszowska.	2011
7	Krzysztof Kaczmarski i Wojciech Piątkowski	Przenoszenie masy - materiały pomocnicze	Politechnika Rzeszowska.	2011

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Roman Zarzycki	Zadania rachunkowe z inżynierii chemicznej	PWN.	1980
2	Zdzisław Kawala; Maksymilian Pająk; Jan Szust	Zbiór zadań z podstawowych procesów inżynierii, część I,II,III	Pol. Wrocławska., .	1980
3	praca zbiorowa pod redakcją T.Kudry	Zbiór zadań z podstaw teoretycznych inżynierii chemicznej i procesowej	WNT.	1985

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: rejestracja na dany semestr

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: T1A_W01 - Ma wiedzę z zakresu matematyki na poziomie podstawowych kursów matematyki na studiach.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: T1A_U05 - Ma umiejętność samokształcenia się.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: BRAK WYMAGAŃ

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Ma wiedzę elementarną na temat praw rządzących transportem ciepła i masy w obrębie jednej fazy a także między fazami. Zna podstawowe równania bilansu energii i masy. Zna podstawowe zasady projektowania okresowych i ciągłych wymienników ciepła i masy.	wykład	egzamin	K_W03+ K_W04+ K_W05+	P6S_WG
02	Potrafi rozwiązać równania bilansu energii i masy w prostych przypadkach praktycznych.	ćwiczenia	kolokwium	K_U04+ K_U05+ K_U06+ K_U18+ K_U19+ K_K01+	P6S_KK P6S_UO P6S_UU P6S_UW

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
4	TK01	Wymiana ciepła. Rodzaje ruchu ciepła, rzeczywiste przypadki ruchu ciepła. Przewodzenie ciepła ustalone i nieustalone. I-sze prawo Fouriera i jego zastosowanie. Konwekcja ciepła, wnikanie ciepła, równanie Newtona, przenikanie ciepła. Przewodzenie ciepła przez ścianki cylindryczne oraz o dowolnych przekrojach. Krytyczna średnica izolacji. Materiały izolacyjne, ekonomiczna grubość izolacji Całkowe i różniczkowe równanie bilansu energii, II-gie prawo Fouriera, metody rozwiązywania równań bilansu energii. Transport ciepła przez promieniowanie. Prawo Plancka, Stefana- Boltzmana, Kirchhoffa. Wymiana ciepła przez promieniowanie między ciałami stałymi, znaczenie ekranów. Promieniowanie gazów i par. Typowe korelacje wnikania ciepła. Analiza przenoszenia ciepła przez konwekcję i promieniowanie. Podstawowe zasady projektowania wymienników ciepła. Transport masy. Rodzaje ruchu masy. Ustalona dyfuzja masy. Równania Maxwella-Stefana dla dyfuzji wieloskładnikowej, gęstość strumienia masy i strumienia dyfundującej masy. I-sze prawo Ficka, uogólnione prawo Ficka. Dyfuzja równomolowa przeciwkierunkowa, dyfuzja składnika przez inert. Obliczenia współczynników dyfuzji. Całkowy i różniczkowy bilans masy, II prawo Ficka. Rozwiązania analityczne różniczkowego bilansu masy. Konwekcja masy, wnikanie masy,modele wnikania masy. Korelacje opisujące typowe przypadki wnikania masy. Przenoszenie masy między fazami, strumień przenikającej masy, przypadki zaniku oporów transportu masy.. Zasady projektowania wymienników masy: teoretyczny wymiennik jednostopniowy, wymiennik wielostopniowy, wyznaczanie liczby stopni metodą graficzną i anaalityczną. Sprawność półki i kolumny. Wymienniki o ciągłym kontaktowaniu faz z przepływem tłokowym, równania strumienia, średnie siły (moduły) napędowe, średnie nchylenie linii równowagii. Model wymiennika masy z uwzględnieniem dyspersji wzdłużnej. Algorytm obliczeń wysokości wymiennika masy.	W30, C30	MEK01 MEK02

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 4)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 10.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 4)	Przygotowanie do ćwiczeń: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 15.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 4)		Udział w konsultacjach: 5.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 4)	Przygotowanie do egzaminu: 30.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	egzamin - ocena końcowa - średnia artymetyczna z ocen poszczególnych pytań
Ćwiczenia/Lektorat	kolokwium
Ocena końcowa	((ocena z egzaminu)*0.5+(ocena z ćwiczeń)*0.5)*w, ale nie mniej niż 3 w - współczynnik uwzględniający termin otrzymania oceny końcowej, w = 1,0 pierwszy termin, w = 0,9 drugi termin, w = 0,8 trzeci termin.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	E. Chmiel-Szukiewicz; A. Szałek; M. Szukiewicz	Graph Theory in Chemical Kinetics Practice Problems	2024
2	E. Chmiel-Szukiewicz; M. Szukiewicz	Generalized Linear Driving Force Formulas for Diffusion and Reaction in Porous Catalysts	2024
3	E. Chmiel-Szukiewicz; M. Szukiewicz; L. Zaręba	Application of the kinetic polynomial idea to describecatalytic hydrogenation of propene	2024
4	K. Kaczmarski; M. Szukiewicz	Analytical and numerical solutions of linear and nonlinear chromatography column models	2024
5	T. Fornstedt; K. Kaczmarski; M. Leśko; J. Samuelsson	Prediction of overloaded concentration profiles under ultra-high-pressure liquid chromatographic conditions	2024
6	W. Czechtizky; T. Fornstedt; M. Jora; K. Kaczmarski; T. Leek; M. Leśko; J. Samuelsson; K. Stavenhagen	Strategies for predictive modeling of overloaded oligonucleotide elution profiles in ion-pair chromatography	2023
7	K. Kaczmarski; E. Lorenc-Grabowska; M. Przywara	Advanced modelling of adsorption process on activated carbon	2022
8	T. Fornstedt; K. Kaczmarski; M. Leśko; J. Samuelsson	A closer study of overloaded elution bands and their perturbation peaks in ion-pair chromatography	2022
9	A. Szałek; M. Szukiewicz	Application of transfer function for quick estimation of gas flow parameters—A useful model‐based approach to enhancing measurements	2021
10	E. Chmiel-Szukiewicz; A. Szałek; M. Szukiewicz	Kinetic investigations of heterogeneous reactor processes – Optimization of experiments	2021
11	K. Kaczmarski; M. Szukiewicz	An efficient and robust method for numerical analysis of a dead zone in catalyst particle and packed bed reactor	2021
12	K. Kaczmarski; M. Szukiewicz	Modeling of a Real-Life Industrial Reactor for Hydrogenation of Benzene Process	2021
13	M. Chutkowski; K. Kaczmarski	Impact of changes in physicochemical parameters of the mobile phase along the column on the retention time in gradient liquid chromatography. Part A – temperature gradient	2021
14	T. Fornstedt; E. Glenne; K. Kaczmarski; M. Leśko; J. Samuelsson	Predictions of overloaded concentration profiles in supercritical fluid chromatography	2021
15	T. Fornstedt; K. Kaczmarski; M. Leśko; J. Samuelsson	Experimental and theoretical investigation of high- concentration elution bands in ion-pair chromatography	2021
16	D. Asberg; T. Fornstedt; K. Kaczmarski; M. Leśko; J. Samuelsson	Evaluating the advantages of higher heat conductivity in a recently developed type of core-shell diamond stationary phase particle in UHPLC	2020
17	M. Chutkowski; K. Kaczmarski	Note of solving Equilibrium Dispersive model with the Craig scheme for gradient chromatography case	2020
18	M. Szukiewicz	Differential quadrature method for some diffusion-reaction problems	2020
19	M. Szukiewicz	Study of reaction - diffusion problem: modeling, exact analytical solution, and experimental verification	2020
20	E. Chmiel-Szukiewicz; K. Kaczmarski; A. Szałek; M. Szukiewicz	Dead zone for hydrogenation of propylene reaction carried out on commercial catalyst pellets	2019
21	M. Chutkowski; G. Król; M. Szukiewicz	Formation of dead zone in catalytic particles in catalysis and biocatalysis - New alternative method of determination	2019
22	M. Szukiewicz; M. Wójcik	A simple method of determination of the degree of gas mixing by numerical Laplace inversion and Maple	2019