Simulació de Processos Químics
Codi: 102444 Crèdits: 3| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500897 Enginyeria Química | OB | 3 | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Antoni Sanchez Ferrer
- Correu electrònic:
- antoni.sanchez@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- català (cat)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- Sí
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Prerequisits
Es recomana haver cursat les següents assignatures:
- Reactors químics
- Transmissió de calor
- Operacions de separació
- Cinètica química
- Aplicacions informàtiques
Objectius
- Reforçar les bases que governen els principals processos de l’Enginyeria Química: balanços de matèria i energia en estat estacionari i no estacionari.
- Aprendre eines de simulació de processos, especialment Matlab i Hysys.
- Adquirir els coneixements de simulació necessaris per plantejar i resoldre casos paradigmàtics de l’Enginyeria Química, especialment aquells que necessiten eines matemàtiques avançades per a la seva resolució.
- Aplicar les eines de simulació per predir el comportament de processos.
- Adquirir els coneixements necessaris per portar a terme anàlisis de sensibilitat de paràmetres mitjançant simulació matemàtica.
- Ajust de paràmetres i opimització.
Competències
- Aplicar les tècniques d'anàlisi i síntesi de sistemes a l'enginyeria del procés i del producte.
- Demostrar que es comprenen els principals conceptes del control de processos d'enginyeria química.
- Demostrar que es coneix, a nivell bàsic, l'ús i la programació dels ordinadors, i saber aplicar els recursos informàtics aplicables en enginyeria química.
- Demostrar que es coneixen les diferents operacions de reacció, separació, processament de materials i transport i circulació de fluids involucrades en els processos industrials de l'enginyeria química.
- Hàbits de treball personal
- Treball en equip
Resultats d'aprenentatge
- Aplicar els coneixements de reactors i operacions de separació a l'elaboració de models i a la simulació de processos.
- Aplicar els recursos informàtics de simulació i control de processos.
- Elaborar models de comportament dinàmic de sistemes compostos per diverses operacions.
- Treballar cooperativament.
- Treballar de manera autònoma.
- Utilitzar la modelització matemàtica de sistemes dinàmics i processos en l'àmbit de l'enginyeria química.
Continguts
1. Introducció. Eines de simulació.
2. Blocs temàtics:
2.1. Cinètica química
2.2. Sistemes en estat no estacionari.
2.3. Reactors: sistemes no isoterms i modelització i simulació de DTRs.
2.4. Optimització.
3. Simulació de sistemes complexos amb Hysys (a confirmar).
Metodologia
La assignatura s’estructura amb tres tipus de sessions:
- Sessions teòriques (1 h) fetes a classe on s’exposaran els casos que seran estudiats a les sessions pràctiques.
- Sessions pràctiques no avaluables (2 h) fetes a les aules d’informàtica, en la qual els alumnes, individualment en el cas dels blocs temàtics 2.1, 2.2 i 2.3, realitzen algun exemple pràctic d'algun dels blocs. El Bloc 3 es farà en forma de sessió en grup per part d'un professor extern, tot i que encara està per confirmar.
- Sessions pràctiques avaluables (2 h) fetes a les aules d’informàtica, en la qual els alumnes, individualment en el cas dels blocs temàtics 2.1, 2.2 i 2.3, realitzen algun exemple pràctic de cadascun dels blocs. Al finalitzar la sessió, els alumnes entreguen els resultats obtinguts i són avaluats.
- La sessió avaluable de Bloc 2.4 consta d'un treball individual d'optimització que els alumnes prepararan i presentaran a classe de forma aleatòria. El treball s'avaluarà posterioirment.
Les activitats avaluables dels blocs 2.1, 2.2, 2.3 i 2.4 comptaran per un percentatge del 25% de la nota final i no són recuperables.
Es reservaran 15 minuts de classes magistrals per a la realització de les enquestes corresponents.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes teòriques | 8 | 0,32 | 1, 3, 6 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Sessió avaluable Bloc 2.1 | 2 | 0,08 | 2, 3, 5 |
| Sessió avaluable Bloc 2.2 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 5, 6 |
| Sessió avaluable Bloc 2.3 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 5, 6 |
| Sessió avaluable Bloc 2.4 | 2 | 0,08 | 1, 3, 4, 6 |
| Sessió no avaluable Bloc 2.1 | 2 | 0,08 | 2, 3, 5 |
| Sessió no avaluable Bloc 2.2 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 5, 6 |
| Sessió no avaluable Bloc 2.3 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 5, 6 |
| Sessió no avaluable Bloc 3 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 6 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi per part dels alumnes | 40 | 1,6 | 1, 2, 3, 4, 5, 6 |
Avaluació
a) Avaluació contínua:
L'assignatura s'avalua en forma contínua amb 4 activitats avaluables dels Blocs 2.1, 2.2, 2.3 i 2.4 respectivament, que computen un 25% cadascuna.
Les activitats dels Blocs 2.1, 2.2 i 2.3 es faran en forma d'examen parcial als laboratoris informàtics, mentre que l'activitat avaluable del Bloc 2.4 es farà en forma de treball.
En el cas d'irregularitats en alguna d'aquestes activitats avaluables s'aplicaran els criteris del punt e).
Per aprovar l'assignatura caldrà treure un minim de 5.0 com a nota mitjana de l'avaluació contínua i una nota mímina de 1.0 en cada activitat, excepte en el cas de que l'alumne no es presenti a l'activitat.
b) Revisió de qualificacions:
Per a cada activitat d’avaluació, s’indicarà un lloc, data i hora de revisió en la que l'estudiant podrà revisar l’activitat amb el professor. En aquest context, es podran fer reclamacions sobre la nota de l’activitat, que seran avaluades pel professorat responsable de l’assignatura. Si l'estudiant no es presenta a aquesta revisió, no es revisarà posteriorment aquesta activitat.
c) Recuperació:
L'alumne/a que no superi l'assignatura mitjançant l'avaluació contínua (ja hagi Suspès o tingui un No Avaluable) podrà fer un examen final de recuperació, que inclourà qualsevol part de l'assignatura i que computarà per un 100%. També podran fer l'examen de recuperació els alumnes aprovats per pujar nota, però llavors renuncien a la nota de l'avaluació continuada.
Qualsevol alumne/a que es presenti a aquest examen automàticament renuncia a qualsevol qualificació prèvia que tingués de forma contínua. La nota mínima per superar aquest examen final torna a ser de 5.0. En el cas de no presentar-se a aquest examen l'alumne/a mantindrà la nota de l'avaluació contínua (sigui la que sigui).
L’estudiant es pot presentar a la recuperació sempre que s’hagi presentat a un conjunt d’activitats que representin un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l’assignatura.
d) Qualificacions:
Matricules d’honor. Atorgar una qualificació de matrícula d’honor és decisió del professorat responsable de l’assignatura. La normativa de la UAB indica que les MH només es podran concedir a estudiants que hagin obtingut una qualificació final igual o superior a 9.00. Es pot atorgar fins a un 5% de MH del total d'estudiants matriculats.
Un estudiant es considerarà no avaluable (NA) si no s’ha presentat en un conjunt d'activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l'assignatura.
e) Irregularitats per part de l'estudiant, còpia i plagi:
f) Calendari i programació:
Les dates d'avaluació continuada i lliurament de treballs es publicaran a l'aula Moodle corresponent i poden estar subjectes a possibles canvis de programació per motius d'adaptació a possibles incidències. Sempre s'informarà via aula Moodle sobre aquests canvis ja que s'entén que aquesta és la plataforma habitual d'intercanvi d'informació entre professors i estudiants.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Activitat avaluable Bloc 2.1 | 25 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 5, 6 |
| Activitat avaluable Bloc 2.2 | 25 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 5, 6 |
| Activitat avaluable Bloc 2.3 | 25 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 5, 6 |
| Activitat avaluable Bloc 2.4 | 25 | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 6 |
| Examen final de recuperació | 100 | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 5, 6 |
Bibliografia
Manuals i ajudes del programari utilitzat.
Brian H. Hahn, Daniel T. Valentine. Essential Matlab for Engineers and Scientists (Fourth Edition). Elsevier Ltd.
Bibliografia específica de simulació:
Finlayson, B.A., (2006), Introduction to chemical engineering computing. Wiley.
Elnashaie S., Uhlig F., (2007), Numerical Techniques for Chemical and Biological Engineers Using MATLAB. Springer.
Cutlip, M.B., Shacham, M., (2008), Resolución de problemas en Ingenieria Química y Bioquímica con Polymath, Excel y Matlab. Prentice Hall.
Bibliografia específica dels casos considerats:
Scott Fogler, H., “Elements of Chemical Reaction Engineering”. 4th ed. (2005).
Scott Fogler, H., “Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas”. 4a ed. (2008).
Levenspiel, O., “Chemical reaction engineering”. 3rd ed. (1999).
Levenspiel, O., “Ingeniería de las reacciones químicas”. 3a ed. (2006).
Missen, R., “Introduction to chemical reaction engineering and kinetics”. (1998).
Programari
S'utilitzarà Matlab.
Opcionalment es podrà fer algun seminari amb HYSYS.