DA3118 Ķīmiskie reaktori un reakciju inženierija

Kods DA3118
Nosaukums Ķīmiskie reaktori un reakciju inženierija
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Akadēmiskais
Tematiskā joma Ķīmija un ķīmijas tehnoloģija
Struktūrvienība Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultāte
Mācībspēks Olita Medne
Kredītpunkti 5.0
Daļas 1
Anotācija Studiju kurss orientēts uz ķīmisko reaktoru un to aprēķinu teorētisko un praktisko zināšanu apgūšanu. Studējošais iegūst zināšanas par reaktoru veidiem, kinētikas analīzes piemērošanu reaktoru aprēķiniem, konstrukcijas risinājumiem un parametriem, kas nepieciešami ķīmiskā procesa raksturošanai un analīzei. Studiju kurss ir pielāgots kombinēto studiju metodikai, un ietver asinhronas un sinhronas studiju aktivitātes, kā arī nepieciešamos atbalsta materiālus studiju asinhronām aktivitātēm. .
Studiju kursā izmantota augstas veiktspējas skaitļošanas platforma, lai studentiem dotu piekļuvi virtuālajām mašīnām, kurās izvietoti zinātniskās programmēšanas rīki uzdevumu risināšanai (Aspen, Matlab)..
Studiju kursā studējošie apgūst Eiropas iedzīvotāju digitālās kompetences ietvaram (DigComp) atbilstošās augstāko līmeņu digitālās prasmes..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Kas ir ķīmisko reakciju inženierija, ko tā pēta. Reaktoru klasifikācija. Darbības princips. Piemēri. 2 2 0 0
Ideālo reaktoru materiālās bilances – aprēķinu sakarības. Vispārīgā materiālā bilance. Periodiskas darbības ideālas sajaukšanas reaktoram. Nepārtrauktas darbības ideālas sajaukšanas reaktoram un ideālam izspiešanas reaktoram. Uzdevumi. 2 2 0 0
Ķīmisko rūpniecisko procesu kinētikas pamati. Ķīmiskās reakcijas ātrums, Darbīgo masu likums, Reakcijas ātruma konstante, Aktivācijas enerģija, Gibsa – Helmholca vienādojums, Entropija, utt. 2 2 0 0
Analīze un kinētisko datu korelācija – ideālo reaktoru eksperimentālo datu apstrāde; diferenciālā metode, integrālā metode. Uzdevumi. 2 2 0 0
Ķīmisko procesu klasifikācija. Ķīmisko procesu raksturojošie lielumi – selektivitāte, iznākums, konversijas pakāpe. 2 2 0 0
Reaktoru pamatvienādojumi: Konversija un reaktoru izmēru noteikšana; grafiskā interpretācija. Ideālo reaktoru salīdzinājums (vienkāršo un salikto reakciju gadījumā). Uzdevumi. 2 2 0 0
Reaktoru kaskādes: Nepieciešamā reaktoru skaita aprēķināšana. Saslēgti virknē – ISR, IIR, jaukti. Reaktori saslēgti paralēli – ISR un IIR. Aprēķinu algoritms. 2 2 0 0
Stehiometrija. Periodiskas darbības reaktoram. Nepārtrauktas darbības reaktoriem (šķidrai fāzei, gāzes fāzei). 2 2 0 0
Izotermiska reaktora aprēķini – algoritms. Periodiskas darbības ideālas sajaukšanas reaktoram (Konstanta tilpuma sistēmas. Mainīga tilpuma sistēmas). Nepārtrauktas darbības sajaukšanas un izspiešanas reaktoriem. Uzdevumi. 2 2 0 0
Spiediena kritums reaktorā: Ergunda vienādojums. Uzdevumi. 2 2 0 0
Membrānu reaktors un pusperiodiskas darbības reaktors – aprēķinu metodes. 2 2 0 0
Saliktas reakcijas. Molāro plūsmas ātrumu bilances algoritms. 2 2 0 0
Enerģijas bilance reaktoru izmēru noteikšanā un analīzē. Reaktori ar dažādu siltuma režīmu – aprēķinu metodes (Periodiskas darbības reaktors un nepārtrauktas darbības reaktori). 2 2 0 0
Neideāli reaktori. Vidējais uzturēšanās laiks reaktorā, tā sadalījuma funkcijas. 2 2 0 0
Heterogēni nekatalītiski procesi un reaktori. Kvazihomogenais modelis. Neizreaģējušā kodola modelis. Rūpniecisko procesu piemēri. 2 2 0 0
Praktiskās nodarbības – dažādu reaktoru aprēķinu piemēri. Periodiskas darbības reaktors. Nepārtrauktas darbības reaktori. Savienoti reaktori. 16 16 0 0
Praktiskais darbs – Rēķināšana Aspen vai Matlab programmatūrās piekļūstot caur virtuālajām darba stacijām HPC platformā. 10 7 0 0
Konsultācija pirms eksāmena. 8 8 0 0
Eksāmens. 4 4 0 0
Kopā: 68 65 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir attīstīt studējošo izpratni, prasmes un profesionālu kompetenci par ķīmiskajiem reaktoriem un nepieciešamajiem aprēķiniem reaktoru izvēlē. Studiju kursa uzdevumi: - attīstīt profesionālas prasmes un iemaņas ķīmisko reaktoru konstrukcijas izvēlē un aprēķinos; - pilnveidot prasmes reakciju kinētikas pielietojumā un analīzē, lai noteiktu ķīmisko reakciju ātrumu un mehānismus; - attīstīt prasmes reaktoru projektēšanā, izvēloties piemērotus veidus un optimizējot apstākļus vēlamajām reakcijā; - iepazīstināt ar siltuma pārneses principiem, lai nodrošinātu atbilstošus temperatūras un koncentrācijas profilus reaktoros; - attīstīt prasmes digitālo rīku izmantošanā reaktoru analīzē un sarežģītu uzdevumu risinājumos.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Spēj analizēt atsevišķu reaktoru konstrukciju piemērotību procesam, novērtēt un vispusīgi izvērst jautājumus par dažādu procesu reaktoriem. - Vērtēšanas veidi un kritēriji: eksāmens, mājasdarbi, praktiskie darbi. Kritēriji: spēj teorētiski pamatot piemērotākos reaktorus dažādiem ķīmiskajiem procesiem.
Spēj veikt aprēķinus, kas saistīti ar reaktoru konstrukcijām un tajās notiekošajiem procesiem: periodiskas darbības vai nepārtrauktas darbības reaktoriem. - Vērtēšanas veidi un kritēriji: eksāmens, mājas darbi, praktiskie darbi. Kritēriji: spēj aprēķināt un prot pielietot dažādu reaktoru matemātiskās sakarības.
Spēj veikt aprēķinus, kas saistīti ar individuālo un savienoto reaktoru lielumiem: konversijas pakāpe, selektivitāte, iznākums u.c. - Vērtēšanas veidi un kritēriji: eksāmens, mājas darbi, praktiskie darbi. Kritēriji: spēj aprēķināt konkrēto lielumu pēc nepieciešamības.
Izprot dažādu reaktoru konstrukcijas un to darbības principus. - Vērtēšanas veidi un kritēriji: eksāmens, mājasdarbi, praktiskie darbi. Kritēriji: spēj teorētiski pamatot un aprēķināt dažādus reaktorus piemērotiem ķīmiskajiem procesiem.
Pārzinot un izprotot ķīmisko reakciju inženierijas pamatprincipus, spēj izstrādāt algoritmisku risinājumu, kas apraksta un ļauj izvērtēt ķīmijas tehnoloģisko procesu (DigComp 7. līmenis). - Vērtēšanas veidi un kritēriji: eksāmens, mājasdarbi, praktiskie darbi. Kritēriji: analizē un risina augstas sarežģītības starpdisciplināras problēmas (uzdevumus), piedāvā individuālu risinājumu, izmantojot aprēķinu - modelēšanas rīkus.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Mājas darbi - 20%
Praktiskie darbi - 30%
Eksāmena vērtējums - 50%
 
Priekšzināšanas Matemātika, fizikālā ķīmija.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 5.0 20.0 48.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]