Моделирование физико-химических и термодинамических процессов в металлургии

Описание: Моделирование физико-химических и термодинамических процессов металлургии рассматривает аналитические модели химических превращений в металлургической инженерии на примерах химических инвариантов и регрессионных моделей окислительно-восстановительных процессов в приложении к процессам обжига, металлургических плавок, выщелачивания (модификация сырья, извлечение, разделение и рафинирование металлов). Предлагает современные методы термодинамического моделирования, включающие анализ термодинамических потенциалов исследуемой системы и результатов термодинамического моделирования применительно к энергетическим процессам и фазовым равновесиям сложных систем с оценкой достоверности результатов и возможности применения пакетов программ HSC Chemistry, Metsim и модели Open AI ChatGPT в развитии искусственного интеллекта (ИИ).

Количество кредитов: 5

Пререквизиты:

• Моделирование и оптимизация процессов в металлургии

Трудоемкость дисциплины:

Компонент: Компонент по выбору

Цикл: Базовые дисциплины

Цель

• Освоить математические модели металлургических физико-химических процессов и термодинамические модели термодинамического анализа технологических процессов металлургии.

Задача

• Получать математические модели конкретных реакций технологических процессов металлургии. включая термодинамическое моделирование

Результат обучения: знание и понимание

• Знание и понимание математических (аналитических, термодинамических) и физических моделей металлургических процессов.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Применение математических моделей (дифференциальных уравнений термодинамики) и фазовых диаграмм состояния в металлургических расчетах.

Результат обучения: формирование суждений

• Способность формирования заключения исследований моделирования металлургических систем.

Результат обучения: коммуникативные способности

• Умение научно использовать математические модели технологических процессов смежных областей металлургии

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• Умение научно использовать математические модели технологических процессов смежных областей металлургии

Методы преподавания

Смешанное обучение (традиционное и дистанционное)

Оценка знаний обучающегося

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

Политика оценивания результатов обучения по видам работ

Форма оценки

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

• 40% результата, полученного на экзамене;
• 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

 

где, Р₁, Р₂ – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Темы лекционных занятий

• Основы моделирования металлургических процессов
• Аналитическое моделирование металлургических процессов
• Термодинамическое моделирование
• Физическое моделирование металлургических систем на примерах моделей фазового равновесия

Основная литература

• 1. Компьютерное моделирование пирометаллургических процессов автоматизированным расчетом технологических параметров/ А.М. Михайлов и др.// Материалы VI Международной конференции.- Усть Каменогорск, ВНИИЦВЕТМЕТ, 2007. С. 136-140. 2. Клемперт В.М. Моделирование инновационных объектов и процессов.-М.: Учеба 2005. - 93с. 3. Агеев Н.Г., Набойченко С.С. Металлургические расчеты с использованием пакета прикладных программ HSC Chemistry. Екатеринбург, Изд-во Уральского университета, 2016. 124 с. 1. Kompıýternoe modelırovanıe pırometallýrgıcheskıh protsessov avtomatızırovannym raschetom tehnologıcheskıh parametrov/ A.M. Mıhaılov ı dr.// Materıaly VI Mejdýnarodnoı konferentsıı.- Ýst Kamenogorsk, VNIITsVETMET, 2007. S. 136-140. 2. Klempert V.M. Modelırovanıe ınnovatsıonnyh obektov ı protsessov.-M.: Ýcheba 2005. - 93s. 3. Ageev N.G., Naboıchenko S.S. Metallýrgıcheskıe raschety s ıspolzovanıem paketa prıkladnyh programm HSC Chemistry. Ekaterınbýrg, Izd-vo Ýralskogo ýnıversıteta, 2016. 124 s. Alemu A, Lemma B, Gabbiye N, Alula MT, Desta MT (2018) Removal of chromium (VI) from aqueous solution using vesicular basalt: A potential low cost wastewater treatment system. Heliyon 4: e00682. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2018.e00682 Benlalla A., Elmoussaouiti M., Dahhou M., Assafi M. (2015) Utilization of water treatment plant sludge in structural ceramics bricks. Applied Clay Science. 118: 171–177

Дополнительная литература

• 1 Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов,- М. Химия,1982, С.10 процессов,- М.:Химия, 1982. - 328 с. 2Ватолин Н.А., Моисеев Г.К. Термодинамическое моделирование в высоко-температурных неорганических системах. –М.: Металлургия, 1994. – 352 с. 3 Математическая модель обжига молебденитовых материалов в шахтной печи непрерывного действия с частичной циркуляцией продуктов /В.П. Малышев и др.// Изв. Вузов. Цветная металлургия.- 1979.- № 2.- С.90-94.