Рабочая программа (стр. 1 )

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный технический университет имени »

Кафедра "Природная и техносферная безопасность"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

Б.3.1.8. «Моделирование энерго - и ресурсосберегающих процессов в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

(18.03.02) 241000.62 «Энерго и ресурсосберегающие процессы в

химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»

Профиль «Охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов»

форма обучения – очная

курс – 3

семестр – 6

зачетных единиц – 5

часов в неделю – 3

всего часов – 108

в том числе:

лекции – 18

практические занятия – 18

лабораторные занятия – 18

самостоятельная работа – 54

зачет – 6 семестр

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры

«_» ________ 2014 года, протокол № _

Зав. кафедрой _____________/ М/

Рабочая программа утверждена на заседании

УМКС/УМКН

«__» ________ 2014 года, протокол № _

Председатель УМКС/УМКН _______//

Саратов 2014

1. Цели и задачи дисциплины

Цель преподавания дисциплины:

состоит в подготовке специалистов для производственно - технологической, организационно – управленческой, научно - исследовательской и проектной деятельности в области создания, внедрения и эксплуатации энерго - и ресурсосберегающих, экологически безопасных технологий в производствах основных неорганических веществ, продуктов основного и тонкого органического синтеза, полимерных материалов, продуктов переработки нефти, газа и твердого топлива, микробиологического синтеза, лекарственных препаратов и пищевых продуктов.

Задачи изучения дисциплины:

-  ознакомление студентов со способами и приемами моделирования энерго - и ресурсосберегающих процессов;

-  ознакомление студентов с методами оптимизации технологических процессов;

-  обучение студентов составлению математических моделей энерго - и ресурсосберегающих процессов для решения задач проектирования, оптимизации и управления.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Дисциплина «Моделирование энерго - и ресурсосберегающих процессов в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии»» входит в перечень дисциплин базовой части общепрофессионального цикла основной образовательной программы по направлению подготовки 241000.62 «Энерго и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии». Для освоения курса студентам необходимы умения и навыки, приобретенные при изучении следующих дисциплин: математика, информатика, общая и неорганическая химия, органическая химия, физическая химия, экология, безопасность жизнедеятельности, процессы и аппараты химической технологии, процессы и аппараты защиты окружающей среды. Знания, полученные при изучении дисциплины «Моделирование энерго - и ресурсосберегающих процессов в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» помогут студентам при освоении курсов: промышленная экология, процессы и аппараты защиты литосферы, экологизация технологий и безотходные производства, технические средства и технология контроля источников загрязнения.

3. Требования к результатам освоения дисциплины

В процессе изучения дисциплины «Энерго и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии».

студент формирует и демонстрирует:

Профессиональные компетенции:

– способность участвовать в совершенствовании технологических процессов с позиций энерго и ресурсосбережения, минимизации воздействия на окружающую среду( ПК -8);

– готовность обосновывать конкретные технические решения при разработке технологических процессов; выбирать технические средства и технологии, направленные на минимизацию антропогенного воздействия, на окружающую среду (ПК-11);

– способность применять современные методы исследования технологических процессов и природных сред, использовать компьютерные средства в научно-исследовательской работе (ПК -20).

– способность моделировать энерго - и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии (ПК-22);

В результате изучения дисциплины «Энерго и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» базовой части общепрофессионального цикла образовательной программы студент должен

Знать:

– методы математического моделирования в оптимизации и проектировании процессов химической технологии и биотехнологии;

– основные модели структуры потоков, теплообменных и массообменных процессов;

– методы идентификации параметров модели и установления адекватности модели;

– нейросетевой подход к моделированию технологических процессов.

Уметь:

– использовать численные методы для решения математических задач, использовать языки и системы программирования для решения профессиональных задач;

– осуществлять идентификацию параметров математической модели, моделирование, оптимизацию и проектирование процессов химической технологии, нефтехимии и биотехнологии;

– производить выбор аппарата и рассчитывать технологические параметры процесса с учетом задач энерго - и ресурсосбережения.

Владеть:

– методами построения математических моделей процессов химической технологии и интерпретации полученных результатов;

– методами поиска и обмена информацией в компьютерных сетях,

– пакетами прикладных программ для моделирования химико-технологических процессов;

–методами анализа и расчета процессов в промышленных аппаратах;

–методами определения оптимальных и рациональных технологических режимов работы оборудования.

4. Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам

и видам занятий

№ мо-ду- ля	№ неде-ли	№ те-мы	Наименование темы	Часы/ из них в интерактивной форме
				Всего	Лек-ции	Лабор. Занят.	Практ Занят.	СРС
1	2	3	4	5	6	7	8	9
6 семестр
1	1	1	Основные понятия метода моделирования	24/2	2/2	-	12	10
1	2-3	2	Оптимизация	22/4	4/4	4	-	14
	4-6	3	Физические основы моделирования процессов тепломассопереноса	20/4	6	-	4/4	10
2	7-8	4	Аналогия между процессами переноса импульса, теплоты и массы	16/4	4/2	-	2/2	10
	9	5	Моделирование тепловых и массообменных процессов	26	2	14	-	10
Всего	108/14	18/8	18	18/6	54

5. Содержание лекционного курса

№ темы	Всего часов	№ лекции	Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции	Учебно-методическое обеспечение
1	2	3	4	5
	2	1	Задачи курса. Основные понятия. Физическое и математическое моделирование. Содержание, возможности, роль и место физического и математического моделирования в научных исследованиях и инженерном анализе.	1,2,5-7
	2	2	Системный подход при моделировании. Основные виды математических моделей. Блочный принцип построения моделей. Физические законы, уравнения и ограничения, используемые при составлении математических моделей. Роль и место теории подобия и анализа размерностей в моделировании.	1 - 4 , 5-7
	2	3	Сущность и методология метода наименьших квадратов. Способы приведения нелинейных эмпирических уравнений к линейной форме при вычислении постоянных параметров по методу наименьших квадратов.	1,2,5-7
	2	4	Цель оптимизации. Формулирование задачи оптимизации. Выбор критерия оптимальности.	1-3, 5-7
	2	5	Метод оптимизации путем дифференцирования целевой функции. Установление ограничений. Оптимизирующие факторы. Целевая функция.	1,2,4 -7
	2	6	Аналитические методы оптимизации. Оптимизация путем дифференцирования целевой функции.	1-3, 5-7
	2	7	Метод неопределенных множителей Лагранжа. Оптимизация методом неопределенных множителей Лагранжа	1,2, 4-7
	2	8	Метод линейного программирования. Численные методы оптимизации.	1,2,5-7
	2	9	Метод линейного поиска. Методы одномерного поиска. Оптимизация перебором.	1,2,5-7
Всего	18 ч.

6. Содержание коллоквиумов