DA8107 Lietišķā ķīmijas tehnoloģija

Kods DA8107
Nosaukums Lietišķā ķīmijas tehnoloģija
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles; Brīvās izvēles
Līmenis un tips Pamatstudiju, Akadēmiskais
Tematiskā joma Ķīmija un ķīmijas tehnoloģija
Struktūrvienība Dabaszinātņu un tehnoloģiju fakultāte
Mācībspēks Andrius Jaskunas
Kredītpunkti 10.0
Daļas 1
Anotācija Pamatprocesi un aparāti ir atsevišķi fundamentāli fizikāli vai ķīmiski pamatposmi ķīmijas tehnoloģijā. Tie kalpo kā ķīmiskās rūpniecības pamatelementi un ļauj vienkāršāk un ātrāk izstrādāt, projektēt un optimizēt sarežģītas tehnoloģijas. Pamatprocesi un aparāti attiecas uz jebkuriem procesiem, kas var mainīt ķīmisko produktu formu, stāvokli, atrašanās vietu, sastāvu vai īpašības. Šādi procesi ietver mehānisko apstrādi, siltuma un masas pārnesi, kā arī plūsmas dinamiku, kas nepieciešama reaģentu vai produktu atdalīšanai, attīrīšanai un pagatavošanai. Kursa ietvaros studenti apgūs vienības procesu pamatteorijas un izmantojamās iekārta, veiks teorētiskos aprēķinus, modelēs procesus un iegūtās zināšanas praktiski pielietos laboratorijas darbos..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Kas ir ķīmijas inženierija? Pamatrocesi un aparāti, pamatmērvienības un bezizmēra skaitļi, materiālu un enerģijas bilances pamati, nozīme rūpniecībā (pārtikas, vides, farmācijas, enerģētikas) 4 4 0 0
Šķidrumu īpašības (blīvums, viskozitāte, virsmas spraigums, saspiežamība) un šķidrumu statika (spiediens, hidrostatika, manometri 4 4 0 0
Praktiskais darbs: hidrostatikas aprēķini. 2 2 0 0
Laminara un turbulenta plūsma. Bernulli vienādojums. Reinoldsa eksperiments, plūsmas režīmi caurulēs, spiediena/kustības ātruma/augstuma savstarpējās attiecības, reāli piemēri 4 4 0 0
Praktiskais darbs: hidrodinamikas un Bernulli vienādojuma aprēķini 4 4 0 0
Plūsma caurulēs un veidgabalos. Spiediena zudumi, berzes koeficienti, plūsmas mērīšana 4 4 0 0
Praktiskais darbs: hidrauliskās pretestības aprēķini 2 2 0 0
Sūkņi, kompresori un ventilatori. Sajaukšana un maisīšana. Sūkņu raksturlīknes, kavitācija, gāzu saspiešana, rūpnieciskā ventilācija 4 4 0 0
Praktiskais darbs: sūkņu raksturlielumu aprēķini 2 2 0 0
Laboratorijas darbs: Reinoldsa aparāts (laminārā/turbulentā plūsma) 4 4 0 0
Laboratorijas darbs: Šķidruma berze 4 4 0 0
Laboratorijas darbs: Šķidrumu sajaukšana 4 4 0 0
Laboratorijas darbs: Centrbēdzes sūknis 4 4 0 0
Laboratorijas darbu aizstāvēšana 4 4 0 0
Pārbaudes darbs 1 4 4 0 0
Ievads siltuma pārnesē. Reāli piemēri 4 4 0 0
Praktiskais darbs: siltuma pārneses aprēķini 2 2 0 0
Vadītspēja, konvekcija un starojums. Fūrjē likums, siltuma vadīšana sienās, siltumizolācija, dabiskā un piespiedu konvekcija, Stefana–Bolcmaņa likums, saules enerģijas ieguve, kopējais siltuma pārneses koeficients. 4 4 0 0
Praktiskais darbs: siltumvadītspējas un siltumizolācijas aprēķini 4 4 0 0
Siltummaiņi. Dubultcauruļu, apvalka-un-caurules tipa, LVTS un PVS metodes. 4 4 0 0
Praktiskais darbs: siltumvadītspējas aprēķini. 2 2 0 0
Laboratorijas darbs: Konvekcija 4 4 0 0
Laboratorijas darbs: Siltummainis 4 4 0 0
Ievads masas pārnesē. Difūzija un Fika likums, konvektīvā masas pārnese, analoģija ar siltuma pārnesi, bezizmēra skaitļi. 4 4 0 0
Absorbcijas un destilācijas principi. Gāze–šķidrums masas pārnese, absorbcijas iekārtas, fāžu līdzsvars, Raula likums, vienkāršā destilācija, rektilifikācija, reāli piemēri. 4 4 0 0
Praktiskais darbs: Makkeiba–Tīla aprēķini. 2 2 0 0
Membrānu atdalīšanas principi un žāvēšana. AO, UF, NF un to pielietojumi, žāvēšanas līknes, žāvēšanas ātrumi, reāli piemēri 4 4 0 0
Praktiskais darbs: žāvēšanas aprēķini. 6 6 0 0
Laboratorijas darbs: Konvekcijas žāvēšana 4 4 0 0
Laboratorijas darbs: Periodiskā rektilifikācija 4 4 0 0
Laboratorijas darbu aizstāvēšana 2 4 4 0 0
Pārbaudes darbs 2 2 2 0 0
Nogulsnēšanās pamati. Stoksa likums, nostādināšanas ātrums, dzidrinātāji, notekūdeņu attīrīšana 4 4 0 0
Filtrēšana, centrifugēšana un atdalīšana ciklonos. Ar nogulšņu slāņa veidošanos un dziļā filtrēšana, gaisa attīrīšana, putekļu nodalīšana, reāli piemēri. 4 4 0 0
Daļiņu izmēra samazināšana un raksturošana. Drupinātāji, smalcinātāji, dzirnavas, daļiņu sijāšana, fluidizācija. 6 6 0 0
Kopā: 130 130 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir sniegt studentiem pamatzināšanas un praktisku izpratni par vienību operācijām procesindustrijās, ļaujot viņiem pielietot fizikas principus, analizēt procesu darbību un sasaistīt inženierzinātņu koncepcijas ar reāliem pielietojumiem pārtikas, vides, farmācijas un enerģētikas nozarēs. Studiju kursa uzdevumi: - radīt izpratni par plūsmas, siltuma un masas pārneses pamatprincipiem un to nozīmi aparātu darbībā; - attīstīt prasmi identificēt un izskaidrot biežāk sastopamo procesu operācijas (piem., filtrēšanu, destilāciju, žāvēšanu) un to pielietojumu dažādās nozarēs; - iemācīt pielietot vienkāršotus modeļus, aprēķinus un eksperimentālās metodes, lai analizētu un prognozētu aparātu darbību; - attīstīt praktiskās iemaņas darbā ar laboratorijas mēroga iekārtām, eksperimentālo datu iegūšanā un interpretācijā, kā arī darbā komandā.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Spēj izskaidrot aparātu darbību lomu rūpniecībā un ikdienas dzīvē, sasaistot teorētiskās koncepcijas ar praktiskiem pielietojumiem. - Pārbaudes veids: laboratorijas darbs un eksāmens. Kritēriji: sniedz vismaz trīs piemērus iekārtu darbībai ķīmiskajā rūpniecībā un ikdienā un izskaidrot to pamatprincipu.
Spēj aprakstīt un klasificēt dažādus šķidruma plūsmas, siltuma un masas pārneses procesu veidus. - Pārbaudes veids: laboratorijas darbs un eksāmens. Kritēriji: precīzi raksturo atšķirību starp lamināro/turbulento plūsmu, vadītspēju/konvekciju/starojumu un difūzijas/konvektīvo masas pārnesi.
Spēj pielietot fundamentālus nezūdamības principus (masa, impulss, enerģija), lai analizētu vienkāršas procesa situācijas - Pārbaudes veids: laboratorijas un praktiskie darbi, eksāmens. Kritēriji: korekti formulē materiālu vai enerģijas bilances dotajai plūsmas/siltuma pārneses problēmai un ar augstu precizitāti risina skaitliskus piemērus.
Spēj interpretēt un izmantot inženiertehniskos datus, piemēram, sūkņu līknes, siltummaiņa veiktspējas diagrammas un žāvēšanas ātruma diagrammas. - Pārbaudes veids: laboratorijas un praktiskie darbi, eksāmens. Kritēriji: nolasa un iegūst pareizos projektēšanas/darbības parametrus no inženiertehniskajiem grafikiem vai tabulām un rakstiskā vai mutiskā vērtējumā izskaidro datu tendenču nozīmi.
Spēj veikt šķidruma plūsmas, siltuma un masas pārneses laboratorijas eksperimentus un kritiski analizēt eksperimentālos datus - Pārbaudes veids: laboratorijas darbi. Kritēriji: veic eksperimentus, ievērojot darba drošības un procedūras vadlīnijas, un apstrādā neapstrādātus eksperimentālos datus ar minimālu virsvadību.
Spēj izmantot vienkāršotus matemātiskos modeļus un grafiskās metodes, lai novērtētu izplatītu aparātu darbību veiktspēju - Pārbaudes veids: laboratorijas un praktiskie darbi. Kritēriji: izmanto vismaz vienu vienkāršotu vienādojumu vai grafisko metodi, lai prognozētu procesa norisi.
Spēj demonstrēt komandas darba un problēmu risināšanas prasmes laboratorijas un projektu uzdevumos, kas saistīti ar procesu operācijām - Pārbaudes veids: laboratorijas un praktiskie darbi. Kritēriji: Godprātīgi un līdzvērtīgi piedalās komandas darbā, diskutējot un izpildot uzdevumu.
Spēj izklāstīt eksperimentu rezultātus gan rakstiski, gan mutiski, izmantojot atbilstošu zinātnisko valodu - Pārbaudes veids: laboratorijas darbs un eksāmens. Kritēriji: izstrādā strukturētu laboratorijas ziņojumu vai veic citu uzdevumu, pielietojot skaidru metodoloģiju, datu prezentāciju un secinājumus.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Praktiskie darbi - 20%
Laboratorijas darbi - 30%
Eksāmens - 50%
 
Priekšzināšanas Fizikas, matemātikas un ķīmijas zināšanas.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi Pārbaudījumi (brīvai izvēlei)
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs Ieskaite Eksāmens Darbs
1 10.0 60.0 30.0 40.0 * *