- Nazwa przedmiotu:
- Optymalizacja procesowa
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Artur Poświata
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inzynieria Chemiczna i Procesowa
- Grupa przedmiotów:
- obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1070-IC000-MSP-214
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów. 45
2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 15
3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 40
4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 25
Sumaryczny nakład pracy studenta 125
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- -
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- -
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt15h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- brak
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z teorią optymalizacji i wyrobieniem umiejętności wykorzystania wybranych metod optymalizacyjnych do obliczeń procesów z zakresu inżynierii chemicznej oraz ekonomiki procesów.
- Treści kształcenia:
- Wykład
1. Podstawowe pojęcia optymalizacji.
2. Metoda optymalizacyjna: zaawansowany rachunek różniczkowym.
3. Metoda optymalizacyjna: metoda mnożników Lagrange’a.
4. Metoda optymalizacyjna: warunki Kuhna-Tuckera.
5. Metoda optymalizacyjna: programowanie dynamiczne.
6. Metoda optymalizacyjna: ciągły algorytm zasady maksimum.
7. Metoda optymalizacyjna: rachunek wariacyjny.
8. Metoda optymalizacyjna: dyskretny algorytm zasady maksimum.
9. Metoda optymalizacyjna: dyskretny algorytm ze stałym hamiltonianem.
10. Ogólne zasady korzystania z metod optymalizacyjnych do obliczeń optymalizacyjnych dla procesów wymiany ciepła i masy oraz procesów reaktorowych.
Ćwiczenia projektowe
1. Rachunek różniczkowy: maksymalizacja stopnia przemiany - reaktor idealnie wymieszany i reakcja typu: A<-->B--->C; alternatywnie: maksymalizacja zysków dla reaktora z katalizatorem i reakcji A+B--->C.
2. Dyskretna zasada maksimum, algorytm ze stałym hamiltonianem: minimalizacja zużycia egzergii dla kaskady fluidalnych wymienników ciepła.
3. Ciągła zasada maksimum: minimalizacja czasu przebywania w reaktorze rurowym dla przypadku reakcji A+B <---> C wobec ograniczeń na temperaturę.
- Metody oceny:
- 1. egzamin ustny
2. sprawdzian pisemny
3. kolokwium
4. praca domowa
5. dyskusja
6. seminarium
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- 1. S. Sieniutycz, Optymalizacja w inżynierii procesowej, WNT, Warszawa, 1994.
2. S. Sieniutycz, Z. Szwast, Przykłady i zadania z optymalizacji procesowej, OWPW, 1980.
3. S. Sieniutycz, Z. Szwast, Praktyka obliczeń optymalizacyjnych, WNT, Warszawa 1982.
4. R.S. Berry, V.A. Kazakov, S. Sieniutycz, Z. Szwast, A.M. Tsirlin, Thermodynamic Optimization of finite-Time Processes, Wiley, Chichester, 2000
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- Wykład:
Przedmiot jest realizowany w formie wykładu (15 wykładów po 2 godz.), na którym obecność nie jest obowiązkowa. Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyniku egzaminu ustnego, którego terminy są wyznaczane w sesjach egzaminacyjnych: zimowej i jesiennej. W zimowej sesji egzaminacyjnej wyznaczane są 2 terminy, a w sesji jesiennej - 1 termin egzaminu ustnego. Warunkiem przystąpienia do egzaminu ustnego jest uzyskanie oceny pozytywnej z ćwiczeń projektowych.
W szczególnych przypadkach zajęcia wykładowe oraz egzaminy mogą być przeprowadzone on-line.
Ćwiczenia projektowe:
Ćwiczenia projektowe realizowane są w wymiarze 15 godz. w semestrze zimowym. Obecność na zajęciach projektowych jest obowiązkowa (prowadzący może zrezygnować ze sprawdzania listy, ale musi poinformować o tym na pierwszych zajęciach w semestrze).
W ciągu semestru studenci wykonują samodzielnie trzy projekty. Po wydaniu zadania projektowego studenci mają dwa tygodnie na wykonanie zadania – dokładny termin oddania pracy wyznacza prowadzący. W ciągu dwóch tygodni od oddania części pisemnej studenci zobowiązani są przystąpić do zaliczenia projektu, które odbywa się w formie ustnej w terminach określonych przez prowadzącego. Każde zadanie projektowe oceniane jest w pięciostopniowej skali punktowej. W trakcie semestru organizowane są dwa obowiązkowe kolokwia pisemne oceniane w skali dziesięciopunktowej. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń projektowych jest uzyskanie w sumie przynajmniej pięciu punktów z każdego kolokwium oraz przynajmniej połowy punktów z projektów i kolokwiów w sumie. Dla studentów, którzy nie zaliczyli kolokwium, organizowany jest jeden termin poprawkowy. W terminie poprawkowym student może poprawiać wyniki jednego wybranego kolokwium lub obu kolokwiów. Ocenę końcową z ćwiczeń projektowych ustala się na podstawie sumarycznego wyniku punktowego stosując skalę: < 18 pkt – 2; 18-22 pkt – 3; 23-26 pkt – 3,5; 27-30 pkt – 4; 31-33 pkt – 4,5; 34-35 pkt – 5.
W szczególnych przypadkach zajęcia projektowe oraz zaliczenia mogą być przeprowadzone on-line.
Do egzaminu mogą przystępować studenci, którzy zaliczyli ćwiczenia projektowe. Egzamin jest jednoczęściowy, prowadzony w formie ustnej. Z egzaminu zwolnieni są studenci, którzy zaliczyli ćwiczenia projektowe na ocenę „5”, z egzaminu mogą być zwolnieni studenci, którzy otrzymali z ćwiczeń ocenę „4.5”. W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć.
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W1
- Ma podstawową wiedzę o sterowaniu optymalnym, procesów inżynierii chemicznej i procesowej z wyróżnieniem zmiennych sterujących i zmiennych stanu, równań stanu, wskaźnika jakości oraz ograniczeń równościowych i nierównościowych.
Weryfikacja: egzamin ustny, sprawdzian pisemny, kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WK
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U1
- Potrafi zaproponować ulepszenie i modyfikację procesu wykorzystując metody optymalizacji.
Weryfikacja: egzamin ustny, sprawdzian pisemny, kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_U14
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka KS1
- Potrafi w sposób powszechnie zrozumiały przekazywać informacje o znaczeniu i szczegółowych właściwościach procesów optymalnych.
Weryfikacja: egzamin ustny, sprawdzian pisemny, kolokwium, praca domowa, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_KO, I.P6S_KR, P6U_K, I.P6S_KK