Geum.ru

Рабочая программа дисциплины математическое моделирование химико-технологических процессов

Вид материалаРабочая программа
Самостоятельная работа №2
Рейтинг качества освоения дисциплины
Рейтинг-план освоения дисциплины «Математическое моделированиехимико-технологических процессов»
Число недель
Всего аудиторных занятий, час
ВСЕГО, час
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Подобный материал:
1   2

Вариант 1



Составить кинетическую модель для заданной совокупности химических реакций, найти решение с применением метода Эйлера и метода Рунге-Кутта:


k1
k1 B + C

1


. A k2 2. A + B C


k4

k3

k2
D k3


2D + E


Билет № 5

Выразить скорость гетерогенной химической реакции методом стационарных концентраций


Реакция дегидрирования.








Самостоятельная работа №2

Вариант 1


Составить математическую модель и разработать алгоритм расчета для адиабатического реактора, в котором происходит диффузия в продольном направлении и протекает химическая реакция:


k1

А+B C

k2

Самостоятельная работа №3


Вариант 1

1. Реакторы с кипящим слоем катализатора:

а) Жидкостные. Преимущества и недостатки.

2. Квазигомогенные модели реакторов с неподвижным слоем катализатора:

а) Составить математическую модель расчета для адиабатического реактора с кипящим слоем катализатора с учетом радиальной диффузии, в котором протекает химическая реакция:







Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский политехнический университет»

Билет № 2


по дисциплине
Математическое моделирование ХТП



институт
ИПР



курс
4






Метод математического моделирования. Основные понятия и определения.




2. Моделирование процесса абсорбции. Ячеечная модель.


3 Задача.

Квазигомогенные модели реакторов с неподвижным слоем катализатора:

Составить математическую модель расчета адиабатического реактора с учетом

радиальной диффузии, в реакторе протекают химические реакции:



Составил___________________Ушева Н.В.

Утверждаю: Зав. кафедрой ___________________Кравцов А.В.

«_____» __________________________2011 г.


Разработанные контролирующие материалы позволяют оценить степень усвоения теоретических и практических знаний, приобретенные умения и владение опытом на репродуктивном уровне, когнитивные умения на продуктивном уровне, и способствуют формированию профессиональных и общекультурных компетенций студентов.

  1. Рейтинг качества освоения дисциплины

В соответствии с рейтинговой системой, текущий контроль производится ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем).

Промежуточная аттестация (экзамен) проводится в конце семестра также путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам экзамена. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.

Для сдачи каждого задания устанавливается определенное время сдачи (в течение недели, месяца и т.п.). Задания, сданные позже этого срока, оцениваются ниже, чем это установлено в рейтинг-плане дисциплины.


Таблица 3

Рейтинг-план освоения дисциплины «Математическое моделированиехимико-технологических процессов»

Дисциплина
Математическое моделированиехимико-технологических процессов
Число недель
18

Институт
Институт природных ресурсов
Количество кредитов
6

Кафедра
Химической технологии топлива
Лекции, час
36

Семестр
седьмой
Практические занятия, час



Группы
№

Лабораторные занятия час.
54

Преподаватель
Ушева Наталья Викторовна, доцент
Всего аудиторных занятий, час
90







Самостоятельная работа, час
72







ВСЕГО, час
162




Недели
Текущий контроль

Теоретический материал
Практическая деятельность
Итого

Название

раздела
Темы лекций
Баллы



Баллы



Баллы



Баллы



1



1.Математическое моделирование –Основные понятия и определения. Системы и процессы. Роль моделей и моделирования в познании. Метод физического моделирования, области применения.


0.5
Моделирование кинетики гомогенных химических реакций (исследование температурной зависимости, сравнение численных методов)
2











2.5

2
2.Математическое моделирование. Два подхода к составлению математических моделей процесса детерминированный и стохастический. Алгоритмизация математических моделей . Оценка адекватности моделей с помощью статистических критериев.
0.5



2
ИДЗ №1
5






7.5

3
3. Химическая кинетика, стехиометрический анализ, механизмы реакций. Кинетические модели гомогенных химических реакций. Методы численной реализации.


0.5



2












2.5

4
4. Типовые математические модели структуры потоков в аппаратах.

Структура потоков - гидродинамическая основа математических моделей. Модель идеального перемешивания, идеального вытеснения.

5.Диффузионные модели, комбинированные гидродинамические модели. Экспериментально- аналитические методы определения кривых отклика, кривые отклика типовых процессов. Методы решения уравнений.
0.5
Моделирование гомогенных химическихреакторов
2
САМ №1
4






6.5










5



5.Диффузионные модели, комбинированные гидродинамические модели. Экспериментально- аналитические методы определения кривых отклика, кривые отклика типовых процессов. Методы решения уравнений.
0.5



2






Задания повышенной сложности
2
4.5

6



6. Моделирование гомогенных химических реакторов.

Структурный анализ процессов, протекающих в реакторе, выделение микро- и макроуровней. Описание протекания химического процесса в реакторе идеального смешения, идеального вытеснения.
0.5



2
ИДЗ №2

5






7.5



7



7. Математические модели реакторов с учётом явлений диффузии. Уравнения теплового баланса гомогенных химических реакторов. Сравнение различных типов химических реакторов. Моделирование гомогенного процесса пиролиза лёгкого углеводородного сырья.

.
0.5
Математическое моделирование массообменных процессов
2
САМ №2
5






7.5



8
8.Модели тепловых процессов.

Основные уравнения тепловых процессов. Модели теплообменных аппаратов, модели идеального вытеснения и идеального перемешивания. Исследование процессов аналитическими и численными методами.

11.Физико-химические основы, принципы расчета и модели процессов ректификации.
0.5
Моделирование кинетики гетерогенных химических реакций
4






Задания повышенной сложности
2
4.5



9
Конференц-неделя















Всего по контрольной точке №1
45.5



10



10. Гидродинамические основы процессов массопередачи. Модели массообменных процессов.

Моделирование и расчет диффузионных аппаратов. Моделирование процессов экстракции.
0.5



2
ИДЗ №3
5






7.5



11
11.Физико-химические основы, принципы расчета и модели процессов ректификации.
0.5
Идентификация параметров математического описания химических процессов
2












2.5



12
12. Физико-химические основы, принципы расчета и модели процессов адсорбции, абсорбции.
0.5



2












2.5



13
13. Модели кинетики гетерогенных химических реакций.

Методы идентификации кинетических параметров. Теоретические методы оценки кинетических параметров. Интегральные методы. Дифференциальные методы. Методы наименьших квадратов.
0.5



2












2.5












14



14. Методы построения кинетических моделей гетерогенных химических реакций: метод стационарных концентраций, метод графов.
0.5
Моделирование химических реакторов с неподвижным слоем катализатора
2
САМ №3
5






7.5



15
15.Моделирование контактно-каталитических реакторов.

Неподвижный слой катализатора, процессы переноса в слое. Основные типы и конструкции химических реакторов с неподвижным слоем катализатора


0.5



2






Задания повышенной сложности
2
4.5



16



16.Квазигомогенные модели каталитических химических процессов, модели идеального вытеснения, дисперсионные модели, модели с учётом явлений переноса по радиусу контактной трубки
0.5



2












2.5



17



17.Двухфазные гетерогенные модели. Моделирование промышленных каталитических процессов(на примере синтеза метанола)


0.5
Анализ параметрической чувствительности химических реакторов
2












2.5



18



Конференц-неделя









Всего по контрольной точке №2
34.5



Итоговая текущая аттестация
80



Экзамен
20



Итого баллов по дисциплине
100
















































«_1»__09__2010 г.








































































Зав. кафедрой ____________________________ А. В. Кравцов
























Преподаватель __________________________ Н. В. Ушева


























































9.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
  • основная литература:
  • Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. М. :Высшая школа,1991.-400с.
  • Гартман Т.Н., Клушин Д.В. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов: Учебное пособие для вузов.-М.:ИКЦ «Академкнига», 2006.-416 с.
  • Кравцов А.В., Ушева Н.В., Кузьменко Е.А., Фёдоров А.Ф. Математическое моделирование химико-технологических процессов. Учебное пособие.Томск., 2009.- 135 с.
  • дополнительная литература
  • Гумеров А.М., Валеев Н.Н., и др. Математическое моделирование химико-технологических процессов. Учебное пособие (Гриф УМО). М.: Колосс, 2008.-159 с.
  • О.Е. Мойзес , А.В. Кравцов, Информатика.Ч. 2. – Учебное пособие. Томск:ТПУ, – 2010. – 152 с.
  • Турчак Л.И. Основы численных методов. - М.: Физматлит, 2005.-304с.
  • Бесков В.С. Общая химическая технология: Учебное пособие для вузов.- М.: ИКЦ «Академкнига», 2006.-446 с.

Программное обеспечение и Internet-ресурсы

1.Ушева Н.В.Моделирование химико-технологических процессов. Электронная версия курса лекций. ТПУ, 2010.

2. Ушева Н.В.Моделирование химико-технологических процессов. Электронная версия курса лекций. ТПУ, 2010. Презентация по дисциплине.

3. ссылка скрыта , www. chemnet.ru; pu.ru

4.Компьютерные моделирующие системы (КМС) разработанные на кафедре ХТТ и ХК.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины


№

п/п
Наименование (компьютерные классы,
учебные лаборатории, оборудование)
Аудитория, количество установок

2
Компьютерный класс (10 шт.)
16 б корпус, 224 ауд.

3.
Компьютерный класс (10 шт.)
2 корпус, 136 ауд,


Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению подготовки____241000 Энерго- и ресурсосберегающие процессы химической технологии нефтехимии и биотехнологии ________


______________________________________________________________


Программа одобрена на заседании каф.ХТТ и ХК

(протокол №____от «____»_________2011 г.)

Автор Ушева Н.В._________________

Рецензент ____________________________