Politechnika Łódzka
pl en
pl
Przepływy wielofazowe
Karta przedmiotu

Informacje podstawowe

Kierunek studiów
Inżynieria procesów przemysłowych
Specjalność/ścieżka
-
Jednostka organizacyjna
Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska
Poziom studiów
studia pierwszego stopnia (inżynier)
Forma studiów
studia stacjonarne
Profil studiów
ogólnoakademicki
Cykl dydaktyczny
2026/27
Kod przedmiotu
Język wykładowy
polski
Obligatoryjność
Przedmioty do wyboru
Blok zajęciowy
Przedmioty kierunkowe
Przedmiot powiązany z badaniami naukowymi
Tak
Kierownik przedmiotu
Piotr Owczarz
Prowadzący zajęcia
Piotr Owczarz, Remigiusz Modrzewski, Jarosław Sowiński, Anna Rył, Mariola Błaszczyk, Bertrand Jóźwiak
Okres
Semestr 6
Forma weryfikacji efektów uczenia się
Zaliczenie na ocenę

Rodzaj i godziny zajęć
  • Wykład: 25
  • Seminarium: 15
  • Zajęcia laboratoryjne: 20
Liczba punktów ECTS
4

Wymagania wstępne

Znajomość Matematyki I, Fizyki I, Mechaniki Płynów oraz Wstępu do analizy matematycznej, podstaw rachunku różniczkowego oraz umiejętność rozwiązywania układów równań różniczkowych

Efekty uczenia się

Kod Efekty uczenia się Szczegółowe wskaźniki osiągnięcia efektów
1IPP2 Posiada wiedzę w zakresie kluczowych procesów inżynierii chemicznej i procesowej, obejmującą: (1) mechanizmy wymiany pędu, ciepła i masy oraz ich zastosowanie w operacjach jednostkowych i aparatach procesowych; (2) zasady bilansowania masy, energii i pędu w procesach technologicznych; (3) procesy rozdzielania, separacji i oczyszczania produktów; (4) podstawy inżynierii reakcji chemicznych i biochemicznych.

1IPP2.1 Wyjaśnia mechanizmy wymiany pędu, ciepła i masy oraz opisuje ich rolę w podstawowych operacjach jednostkowych i aparatach procesowych.
1IPP4 Stosuje analityczne i krytyczne myślenie do identyfikacji, formułowania oraz rozwiązywania złożonych i nietypowych problemów inżynierskich związanych z procesami przemysłowymi i instalacjami procesowymi, dobierając adekwatne metody obliczeniowe, technologiczne i organizacyjne.

1IPP4.2 Wybiera i stosuje adekwatne metody obliczeniowe oraz narzędzia inżynierskie (np. bilanse, podstawowe modele transportu, analizy przepływowe) do oceny funkcjonowania procesu.

Treści programowe

Podstawy przepływów wielofazowych obejmujące układy gaz–ciecz, ciecz–ciało stałe oraz gaz–ciało stałe, wraz z opisem zjawisk hydrodynamicznych i transportowych. Kurs wprowadza do modelowania, analizy i doboru parametrów procesowych w instalacjach inżynierii procesowej.

Informacje rozszerzone

Szczegółowe treści przedmiotowe
Lp. Szczegółowe treści przedmiotowe Rodzaj zajęć
1.

Istota i dziedzina występowania przepływów wielofazowych w przetwórstwie materiałów i biomateriałów. Podstawowe właściwości fazy rozproszonej.

 Wykład
2.

Rozmiary i kształty cząstek, kropli i pęcherzy. Określanie lepkości i powierzchni kontaktu międzyfazowego układów wielofazowych.

 Wykład
3.

Przepływ mieszanin ciecz-cząstki ciała stałego. Układy płyn-cząstki ciała stałego. Podstawy teorii sedymentacji.

 Wykład
4.

Metody rozdzielania układów płyn-ciało stałe: filtracja, wirowanie, odpylanie.

 Wykład
5.

Układy ciecz-gaz. Modele formowania i wzrostu pęcherzy gazowych, struktury przepływu, udziały faz oraz opory przepływu mieszanin ciecz-gaz, teoria barbotażu.

 Wykład
6.

Procesy fluidyzacji i transportu pneumatycznego.

 Wykład
7.

Układy ciecz-ciecz. Metody wytwarzania emulsji, stabilność emulsji. Przepływ układów ciecz-ciecz oraz ciecz-gaz w mikrokanałach. Rodzaje przepływu, formowanie kropel i pęcherzy itp.

 Wykład
8.

Badanie kształtu i wielkości tworzących się w różnych cieczach pęcherzy gazowych oraz badanie prędkości przepływu pęcherzy gazowych.

 Zajęcia laboratoryjne
9.

Badanie udziału faz w mieszaninie ciecz-gaz i ciecz-cząstka ciała stałego, badanie prędkości sedymentacji układów zdyspergowanych, kinetyka rozdziału faz – turbidymetria

 Zajęcia laboratoryjne
10.

Dynamika złoża fluidalnego oraz transport pneumatyczny

 Zajęcia laboratoryjne
11.

Analiza procesów przemysłowych połączona ze identyfikacją występujących w nich formach przepływu wielofazowego. Przygotowanie prezentacji związanej z procesem przemysłowym oraz metodyką wyznaczania parametrów procesowych.

 Seminarium
Metody i techniki prowadzenia zajęć, warunki zaliczenia
Rodzaj zajęć Metody i techniki prowadzenia zajęć Warunki zaliczenia
Wykład Wykład

Kolokwium pisemne z wykładu. Warunkiem zaliczenia jest otrzymanie pozytywnej oceny tj. uzyskanie minimum 60% możliwych do uzyskania punktów.
Seminarium Prezentacja multimedialna, Dyskusja, Wzajemne ocenianie, Praca z tekstem przewodnim/materiałem źródłowym

Uzyskanie pozytywnej oceny wymaga:

  • przedstawienie prezentacji multimedialnej/referatu na zadany temat 60% oceny z seminarium
  • aktywnego udziału w dyskusji na temat wystąpień innych Studentów weryfikowanego przez nauczyciela akademickiego - 40% oceny z seminarium
  •  
Zajęcia laboratoryjne Praca z tekstem przewodnim/materiałem źródłowym, Ćwiczenia laboratoryjne/komputerowe

Warunkiem zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny:
• z zaliczenia ustnego dla wszystkich wykonywanych ćwiczeń laboratoryjnych. Uśredniona ocena z kolokwiów ustnych stanowi 20% oceny końcowej z przedmiotu (66% oceny z laboratorium).
• otrzymanie pozytywnej oceny ze sprawozdania merytorycznego wykonanego w grupach laboratoryjnych - 10% oceny końcowej z przedmiotu (34% oceny z laboratorium), prowadzący może zróżnicować końcowe oceny ze sprawozdania biorąc pod uwagę bieżąca obserwacja pracy Studenta(ki) podczas zajęć laboratoryjnych m.in. aktywnego
udziału w zajęciach laboratoryjnych i udział w opracowaniu wyników
Narzędzia weryfikacji, udział w ocenie końcowej
Rodzaj zajęć Narzędzia weryfikacji i udział w ocenie końcowej
Wykład Zaliczenie pisemne: 40%
Seminarium Prezentacja mulimedialna: 30%
Zajęcia laboratoryjne Raport: 10%
Zaliczenie ustne: 20%
Weryfikacja efektów
Szczegółowe wskaźniki osiągnięcia efektów Kryteria weryfikacji Narzędzie weryfikacji
(rodzaj zajęć)
1IPP2.1

Uzyskanie pozytywnej oceny wymaga aby student potrafił:

  • Definiować podstawowe wielkości i pojęcia przepływów wielofazowych stosowane w inżynierii chemicznej i biochemicznej oraz dyskutować metody określania udziału faz i oporów przepływu mieszanin dwu- i wielofazowych.
  • Analizować mechanizmy przepływów wielofazowych w makro i mikrokanałach.
  • Charakteryzować i porównywać różne techniki napowietrzania, wykonywać przy użyciu
    stosowanych urządzeń pomiary podstawowych parametrów przepływów wielofazowych
    (kształt, wielkość i prędkość przepływu pęcherzy w warstwie cieczy, udział faz i opory
    przepływu mieszaniny dwufazowej, prędkość sedymentacji, kinetykę napowietrzania w układzie ciecz-gaz).
  • Charakteryzować i porównywać złoża fluidalne, potrafi policzyć parametry procesu fluidyzacji i transportu pneumatycznego, potrafi przeprowadzić eksperymenty w zakresie fluidyzacji i transportu pneumatycznego, analizować uzyskane wyniki.
  • Potrafi dokonać analizy procesów przemysłowych pod względem występowania przepływów wielofazowych.
 Zaliczenie pisemne (Wykład), Raport (Zajęcia laboratoryjne), Prezentacja mulimedialna (Seminarium)
1IPP4.2

Opracowanie wyników badań
Ocena pozytywna, gdy student:
• potrafi pracować w grupie i poprzez wspólną dyskusję interpretuje
wyniki w odniesieniu do celu i hipotezy oraz wskazuje ich znaczenie;
• bierze czynny udział w wykonywaniu zajęć laboratoryjnych oraz
podczas opracowania otrzymanych wyników i wykonywaniu
sprawozdania - na podstawie obserwacji prowadzącego

 Zaliczenie ustne (Zajęcia laboratoryjne), Raport (Zajęcia laboratoryjne)

Literatura

Obowiązkowa
  1. J. Palarski, Hydrotransport, WNT, Warsaw 1982
  2. M. Dziubiński, J. Prywer, Mechanika płynów dwufazowych, WNT, Warszawa 2010
  3. K. Rup, Mechanika płynów w środowisku naturalnym, Wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków 2003
  4. M. Dziubiński, Hydrodynamika przepływu mieszanin dwufazowych ciecz-gaz, Wyd. PŁ, Łódź 2005
  5. C.E. Brennen, Fundamentals of multiphase flow, Cambridge University Press, Cambridge
Dodatkowa
  1. De Kee D., Chhabra R.P., Transport processes in bubble, drops and particles, Taylor&Francis, London 2002
  2. Faghri A., Zhang Y., Transport phenomena in multiphase system, Elsevier, Amsterdam 2006

Badania i publikacje

  1. Rył, A., & Owczarz, P. (2021). Thermoinduced aggegation of chitosan systems in perikinetic and orthokinetic regimes. Carbohydrate polymers, 255, 117377.
  2. Rył, A., & Owczarz, P. (2020). Injectability of thermosensitive, low-concentrated chitosan colloids as flow phenomenon through the capillary under high shear rate conditions. Polymers, 12(10), 2260.

Rozliczenie punktów ECTS

Forma aktywności studenta Średnia liczba godzin* przeznaczonych na zrealizowane aktywności
Wykład 25
Seminarium 15
Zajęcia laboratoryjne 20
Przygotowanie referatu 15
Udział w pisemnych lub praktycznych formach weryfikacji 2
Analiza literatury 15
Przygotowanie do laboratorium 10
Przygotowanie do testu 10
Udział w konsultacjach 5
Łączny nakład pracy studenta
Liczba godzin
117
Liczba godzin kontaktowych
Liczba godzin
60
Liczba punktów ECTS
ECTS
4

* godzina (lekcyjna) oznacza 45 minut