CILJ KOLEGIJA: Primjena modela procesa u procjeni parametara i nemjerljivih stanja procesa, optimiranju procesa, prijenosu rezultata simulacija modela za laboratorijsko mjerilo u poluindustrijsko i industrijsko mjerilo, upravljanju i nadzoru procesa i očuvanju kakvoće proizvoda.
IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:
1. tjedan
Osnovni pojmovi o sustavu. Osnovne definicije modela. Podjela modela: analitički i neanalitički, deterministički i stohastički, distribuirani i usredotočeni, linearni i nelinearni, statički i dinamički.
2. tjedan
Primjene i primjeri modela. Inženjerska analiza fizikalnih, kemijskih, bioloških i procesa koji se odvijaju u okolišu - postavljanje i razvoj modela procesa: shema procesnih tokova, bilanca tvari i energije, parametri modela, numerička metode rješavanja modela, izbor računalnog jezika i/ili simulacijskog paketa, simulacije, primjena modela.
3. tjedan
Linearizacija modela. Modeli nelinearnih sustava i njihovih stacionarnih stanja, te numeričke metode određivanja stacionarnih stanja nelinearnih sustava: Jacobijeva linearna iteracija, Newton-Raphsonova metoda, metoda sekante.
4. tjedan
Modeli i simulacije dinamičkih sustava 1. i 2. reda. Analitička rješenja
5. tjedan
Laplaceova transformacija i prijenosne funkcije.
6. tjedan
Matematičke metode rješavanja sustava diferencijalnih jednadžbi: Eulerova metoda, Runge-Kutta metode, Rosenbrock metoda.
7. tjedan
Metode diskretizacije: metoda konačnih razlika, metoda linija, kolokacije.
8. tjedan
Procjena vrijednosti parametara modela, linearna i nelinearna regresijska analiza: metoda pokušaja i pogreške, metoda najmanjih kvadrata, simpleks metoda, Nelder-Mead metoda.
9. tjedan
Analiza osjetljivosti modela, uvjet stabilnost. Simulacije modela.
10. tjedan
Primjena rezultata simulacije modela pri optimiranju, projektiranju i vođenju procesa.
11. tjedan
Planiranje pokusa i optimiranje procesa: evolucijsko optimiranje (EVOP), genetski algoritam, simpleks metoda, Rosenbrock metoda.
12. tjedan
Praktični primjer 1. Proizvodnja pirogrožđane kiseline
13. tjedan
Praktični primjer 2. Industrijska aerobna mikrobiološka obrada otpadnih voda
14. tjedan
Praktični primjer 3. Obrada onečišćenog zraka procesa pocinčavanja
15. tjedan
Praktični primjer 4. Prijenos zagađivala u poroznim sredinama
RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Usvajanje specifičnih znanja potrebnih za rješavanje praktičnih problema u analizi i modeliranju procesa primjenom kemijsko inženjerske metodologije.
OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
Studenti su dužni prisustvovati predavanjima i seminarima u učionici za računala. Studenti imaju pravo polagati ispit preko parcijalnih kolokvija. Studenti su dužni izraditi seminarski zadatak.
UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
Prisustvovanje na minimalno 75 % svih predavanja i seminara koji će se održati u učionici za računala.
NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Predavanja i seminar u učionici za računala.
NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
Parcijalni kolokviji ili pismeni ispit.
NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa.
METODIČKI PREDUVJETI:
Položen ispit iz kolegija Osnove statistike okoliša i numeričke metode, Bilanca tvari i energije, Prijenos tvari i energije, potpis iz kolegija Reaktori i bioreaktori.
ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. primijeniti načela održanja mase i energije na fizikalne, kemijske i biokemijske procese
2. definirati procesni prostor, granice sustava, te ulazne i izlazne veličine procesa
3. postavljati matematičke modele inženjerskih procesa i procesa koji se odvijaju u prirodi
4. primijeniti numeričke metode za rješavanje modela procesa
5. definirati plan pokusa
6. optimirati proces primjenom eksperimentalnih rezultata i rezultata simulacije modela procesa
7. primijeniti numeričke metode za optimiranje procesa
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
1. analizirati i optimirati procese kemijske i srodnih industrija
2. primjenjivati metodologiju kemijskog inženjerstva u razvoju procesa
3. upravljati i planirati procesima
4. upravljati i planirati vremenom
5. primjenjivati matematičke metode, modele i tehnike u rješavanju oglednih primjera
NASTAVNE JEDINICE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA:
Nastavna jedinica:
1. Matematički model procesa
Ishodi učenja
- primijeniti načelo održanja mase na fizikalne procese
- definirati procesni prostor, granice sustava, te ulazne i izlazne veličine procesa
- postavljati matematički model oglednih inženjerskih procesa i procesa koji se odvijaju u prirodi
Kriteriji vrednovanja
- za zadani proces skicirati procesnu shemu, te identificirati ulazne i izlazne procesne tokove i procesne veličine
- odrediti bazu za proračun
- primijeniti zakon o očuvanju mase i energije i postaviti bilance tvari i energije zadanog procesa
Nastavna jedinica:
2. Numeričke metode u modeliranju procesa
Ishodi učenja
- primijeniti numeričke metode za rješavanje sustava nezavisnih linearnih jednadžbi
- primijeniti numeričke metode za rješavanje sustava nelinearnih jednadžbi
- primijeniti numeričke metode za rješavanje sustava diferencijalnih jednadžbi
- primijeniti numeričke metode za rješavanje sustava parcijalnih diferencijalnih jednadžbi
Kriteriji vrednovanja
- riješiti postavljeni sustav nezavisnih linearnih, nelinearnih, diferencijalnih ili parcijalnih diferencijalnih jednadžbi
Nastavna jedinica:
3. Optimiranje procesa
Ishodi učenja
- definirati plan pokusa
- odrediti karakteristične veličine procesa koje je potrebno optimirati
- definirati funkciju cilja
- primijeniti odgovarajuću metodu za optimiranje procesa koristeći eksperimentalne rezultate ili rezultate simulacije procesa pomoću modela
Kriteriji vrednovanja
- za zadani proces definirati plan pokusa
- optimirati proces pomoću odgovarajuće metode
|
Pristupačnost
