Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S2)
specjalność: Inżynieria procesów w technologiach przetwórczych
Sylabus przedmiotu Przepływ płynów w ośrodkach porowatych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria chemiczna i procesowa | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Przepływ płynów w ośrodkach porowatych | ||
| Specjalność | Inżynieria procesów przeróbki ropy naftowej i gazu | ||
| Jednostka prowadząca | Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesów Ochrony Środowiska | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Rafał Rakoczy <Rafal.Rakoczy@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Marian Kordas <Marian.Kordas@zut.edu.pl>, Rafał Rakoczy <Rafal.Rakoczy@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Mechanka płynów. |
| W-2 | Własności cieczy i gazu. |
| W-3 | Podstawowe informacje z zakresu inżynierii chemicznej i procesowej |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Student osiągnie informacje rozszerzjące wiedzę z mechaniki płynów z uwzględnieniem elementarnych teoretycznych problemów związanych z wydobyciem ropy i gazu ziemnego. |
| C-2 | Student w ramach ćwiczeń audytoryjnych nabędzie umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Podstawowe pojęcia, założenia i definicje. Płyny i ich właściwości. Kinematyka płynów. Podstawowe równania mechaniki płynów. Statyka płynów. Dynamika płynu nielepkiego i nieprzewodzącego ciepła. Przepływy płynów lepkich. Dynamika płynów lepkich. Przepływ płynów w przewodach pod ciśnieniem. Przepływ płynu w przewodach otwartych. Ruch płynu w ośrodkach porowatych. Opis przepływu w ośrodku porowatym – podstawowe pojęcia. Filtracja wód gruntowych .Podstawowe zagadnienie filtracji. Równania ruchu wód gruntowych. Równanie zachowania pędu w ruchu filtracyjnym. Równanie ciągłości przepływu w ośrodku porowatym. Wybrane rozwiązania równań filtracji wód gruntowych. Modelowanie przepływów w ośrodkach porowatych. Modelowanie przepływów w mikroskali. | 45 |
| 45 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Struktura i właściwości ośrodków porowatych. Porowatość. Powierzchnia właściwa. Przenikalność. Statystyczne charakterystyki porowatości i przenikalności ośrodków porowatych. Własnosci mechaniczne. | 2 |
| T-W-2 | Nasiąkliwość. Ciśnienie kapilarne. Charakterystyki cieplne i elektryczne. Osmoza. Charakterystyki statystyczne. Model ośrodka porowatego. | 2 |
| T-W-3 | Typy i mechanizmy przepływu płynów przez ośrodki porowate. Przepływ uwarstwiony i burzliwy. Opory przepływu. Równanie stanu. Równanie ciągłości. | 2 |
| T-W-4 | Równanie ustalonego i nieustalonego ruchu płynu jednorodnego nieściśliwego. Przepływ cieczy i gazu oraz płynów niemieszających się w ośrodkach porowatych ze stałą i zmienną względną przenikalnością. | 2 |
| T-W-5 | Funkcja prądu. Potencjał zespolony. Źródła. Drenaż grawitacyjny. Standardowa konfiguracja geometryczna kanałów w ośrodkach porowatych. Przepływ gazu i nafty w otworach wiertniczych. | 2 |
| T-W-6 | Płytowe ciśnienie wodonośnych horyzontów. Wypór nafty wtłaczoną wodą z ruchomą granicą rozdziału. Dusoersje hydrauliczne. Przepływy układów dyspersyjnych. | 2 |
| T-W-7 | Warstwa filtracyjna. Filtracja przez sedymentujące się porowate złoże. Przepływ mieszających się płynów przy wydobyciu ropy naftowej. Przepływ z rozpuszczjącym się gazem. Modelowanie. | 2 |
| T-W-8 | Charakterystyka gruntów z względu na przenikalność. Ruch wód gruntowych. Studnie gruntowe. Filtracja wód gruntowych. | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 45 |
| A-A-2 | Przygotowanie się do zajęć. | 3 |
| A-A-3 | Przygotowanie się do zaliczenia | 3 |
| 51 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-W-2 | Przygowanie do egzaminu. | 24 |
| 39 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny. |
| M-2 | ćwiczenia audytoryjne (metody podające: objaśnienie lub wyjaśnienie; metody aktywizujące: metoda przypadków, dyskusja dydaktyczna; metody programowe: z użyciem podręcznika programowanego; metody praktyczne: ćwiczenia laboratoryjne, metoda projektów, metoda przewodniego tekstu) |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładów na zakończenie semestru w formie pisemnego egzaminu o treści teoretycznej. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: ocena z ćwiczeń audytoryjnych zostanie wystawiona na podstawie zaliczenia pisemnego (test) |
| S-3 | Ocena podsumowująca: ocena z ćwiczeń audytoryjnych zostanie wystawiona na podstawie zaliczenia pisemnego (test) oraz prezentacji przygotowanej przez studenta |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C05-02_W01 Student osiągnie informacje rozszerzające wiedzę z mechaniki płynów z uwzględnieniem elementarnych teoretycznych problenów związanych z wydobyciem ropy i gazu ziemnego. | ICHP_2A_W01, ICHP_2A_W02, ICHP_2A_W05, ICHP_2A_W07 | — | — | C-1 | T-W-5, T-W-1, T-W-7, T-W-2, T-W-4, T-W-6, T-W-3, T-W-8 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C05-02_U01 Student w ramach ćwiczeń audytoryjnych nabędzie umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych; zostaną również utrwalone podstawowe wiadomości z zakresu mechaniki płynów. | ICHP_2A_U10 | — | — | C-2 | T-A-1 | M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ICHP_2A_C05-02_K01 Student ma świadomość potrzeby ciągłego kształcenia i doskonalenia zawodowego, potrafi inspirować i organizować proces uczenia innych osób; myśli kreatywnie, innowacyjnie i przedsiębiorczo. | ICHP_2A_K04, ICHP_2A_K01, ICHP_2A_K02 | — | — | C-1, C-2 | T-A-1, T-W-5, T-W-1, T-W-7, T-W-2, T-W-4, T-W-6, T-W-3, T-W-8 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C05-02_W01 Student osiągnie informacje rozszerzające wiedzę z mechaniki płynów z uwzględnieniem elementarnych teoretycznych problenów związanych z wydobyciem ropy i gazu ziemnego. | 2,0 | Student nie posiada wiedzy z zakresu treści programowych omawianych na wykładzie informacyjnym. |
| 3,0 | Student posiada wiedzę o charakterystykach ośrodków porowatych oraz ograniczone elementarne wiadomości z zakresu równań matematycznych opisujących przepływ płynów przez ośrodki porowate. | |
| 3,5 | Student posiada wiedzę o charakterystykach ośrodków porowatych oraz wiadomości z zakresu ważniejszych równań matematycznych opisujących przepływ płynów przez ośrodki porowate. | |
| 4,0 | Student posiada wiedzę o charakterystykach ośrodków porowatych, wiadomości z zakresu równań matematycznych przepływu płynów przez ośrodki porowate.. | |
| 4,5 | Student posiada wiedzę o charakterystykach ośrodków porowatych, wiadomości z zakresu równań matematycznych przepływu płynów przez ośrodki porowate wraz z komentarzen wyjaśniającym znaczenie elementów składowych równań oraz występujących parametrach. | |
| 5,0 | Student posiada wiedzę przekazaną na wykładzie informacyjnym i jest w stanie poprawnie wyjaśniać zagadnienia stawiane testem egzaminacyjnym. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C05-02_U01 Student w ramach ćwiczeń audytoryjnych nabędzie umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych; zostaną również utrwalone podstawowe wiadomości z zakresu mechaniki płynów. | 2,0 | Student nie posiada podstawowych umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych. |
| 3,0 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych. | |
| 3,5 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych; potrafi w ograniczonym zakresie samodzielnie rozwiązywać problemy obliczeniowe. | |
| 4,0 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych; potrafi samodzielnie rozwiązywać problemy obliczeniowe. | |
| 4,5 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych; potrafi samodzielnie rozwiązywać problemy obliczeniowe oraz wykorzystywać zdobyte informacje i umiejętności do interpretacji uzyskanych wyników. | |
| 5,0 | Student posiada podstawowe umiejętności w obliczaniu problemów związanych z przepływem płynu w ośrodkach porowatych; potrafi samodzielnie rozwiązywać skomplikowane problemy obliczeniowe oraz wykorzystywać zdobyte informacje i umiejętności do interpretacji uzyskanych wyników; jest w stanie weryfikować uzyskane rezultaty i prezentować je w szerszym gronie. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ICHP_2A_C05-02_K01 Student ma świadomość potrzeby ciągłego kształcenia i doskonalenia zawodowego, potrafi inspirować i organizować proces uczenia innych osób; myśli kreatywnie, innowacyjnie i przedsiębiorczo. | 2,0 | Student nie jest świadomy, że zdobytą wiedzę należy uzupełniać w formie doskonalenia zawodowego; nie potrafi inspirować i organizować procesu uczenia innych osób; nie myśli kreatywnie, innowacyjnie i przedsiębiorczo. |
| 3,0 | Student jest świadomy, że zdobytą wiedzę należy uzupełniać w formie doskonalenia zawodowego; potrafi inspirować i organizować procesu uczenia innych osób; nie myśli kreatywnie, innowacyjnie i przedsiębiorczo. | |
| 3,5 | Student jest świadomy, że zdobytą wiedzę należy uzupełniać w formie doskonalenia zawodowego; potrafi inspirować i organizować procesu uczenia innych osób; myśli kreatywnie, innowacyjnie i przedsiębiorczo. | |
| 4,0 | Student jest świadomy, że zdobytą wiedzę należy uzupełniać w formie doskonalenia zawodowego; potrafi inspirować i organizować procesu uczenia innych osób; myśli kreatywnie, innowacyjnie i przedsiębiorczo; samodzielnie formułuje problemy badawcze, projektowe i obliczeniowe; jest kreatywny w swoim działaniu. | |
| 4,5 | Student jest świadomy, że zdobytą wiedzę należy uzupełniać w formie doskonalenia zawodowego; potrafi inspirować i organizować procesu uczenia innych osób; myśli kreatywnie, innowacyjnie i przedsiębiorczo; samodzielnie formułuje problemy badawcze, projektowe i obliczeniowe. | |
| 5,0 | Student jest świadomy, że zdobytą wiedzę należy uzupełniać w formie doskonalenia zawodowego; potrafi inspirować i organizować procesu uczenia innych osób; myśli kreatywnie, innowacyjnie i przedsiębiorczo; samodzielnie formułuje problemy badawcze, projektowe i obliczeniowe; postępuje zgodnie z zasadami etyki oraz wykazuje zdolność do kierowania zespołem zdeterminowanym do osiągnięcia założonego celu. |
Literatura podstawowa
- Strzelecki T., Kostecki S., Żak S., Modelowanie przepływów przez ośrodki porowate, Dolnośląskie Wyd. Edu., Wrocław, 2008
- Collins R.E., Flow of fluids through porous materials, Reinolds Pub. Cor., N.Y., 1961
- Jeżewska-Kabsch K., Szewczyk H., Mechanika płynów, Wyd. PWr., Wrocław, 2001
Literatura dodatkowa
- Bear J., Dynamics of fluids in porous media, Am. Elsv., Amsterdam-Oxford-New York-London--Amsterdam, 1972
- Colins R.E., The flow of fluids through porous materials, van Nostrand, N.Y., 1961
- Agroskin I.I., Dmitriew G.T., Pikałow F.I., Hydraulika, Energia, Moskwa-Leningrad, 1954, (język rosyjski)
- Colins, R.E., The Flow of Fluids through Porous Materials, van Nostrand, 1961
- Paceman, D.W., Fundamentals of Numerical Reservoir Simulation, Elsevier, 1977
- Vafai, K., Handbook of porous media, Taylor & Francis, 2005
- de Nevers, N., Fluid Mechanics for Chemical Engineers, McGraw-Hill, Inc, 1991
- Douglas, J.F., Gasiorek, J.M., Swaffield, J.A., Fluid Mechanics, Addison Weselwy Longman Limited, 1996