ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΣΕ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ
| Τίτλος | ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΣΕ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΚΑΙ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ / NUMERICAL OPTIMIZATION OF MECHANICAL STRUCTURES AND PROCESSES |
| Κωδικός | 323 |
| Σχολή | Πολυτεχνική |
| Τμήμα | Μηχανολόγων Μηχανικών |
| Κύκλος / Επίπεδο | 1ος / Προπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή |
| Υπεύθυνος/η | Παναγιώτης Σεφερλής |
| Κοινό | Ναι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 20000380 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 30
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| Ενεργειακός | Επιλογής Κατεύθυνσης | 9 | 5 | 5 |
| Κατασκευαστικός | Υποχρεωτικό Κατεύθυνσης | 9 | 5 | 5 |
| Βιομηχανικής Διοίκησης | Επιλογής Κατεύθυνσης | 9 | 5 | 5 |
| Τίτλος | ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2019 – 2020 |
| Περίοδος Τάξης | Χειμερινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Ώρες Εβδομαδιαία | 4 |
| Class ID | 600149924
|
Πρόγραμμα Τάξης
| Κτίριο | Πολυτεχνείο - πτέρυγα Β (Πολιτικών Μηχ.) |
| Όροφος | Όροφος 1 |
| Αίθουσα | 555 (87) |
| Ημερολόγιο | Τετάρτη 14:00 έως 16:00 |
| Κτίριο | Πολυτεχνείο - πτέρυγα Β (Πολιτικών Μηχ.) |
| Όροφος | Όροφος 1 |
| Αίθουσα | 556 (88) |
| Ημερολόγιο | Πέμπτη 15:00 έως 17:00 |
Τύπος Μαθήματος 2016-2020
- Επιστημονικής Περιοχής
Τύπος Μαθήματος 2011-2015
Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600149924
- eLearning (Moodle): https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=7441
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές
προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
- Αγγλικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Προαπαιτούμενα Μαθήματα
- 128 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
- 113 ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Ι
- 118 ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΡΕΥΣΤΩΝ Ι
- 122 ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ
- 206 ΤΕΧΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ
- 101 ΛΟΓΙΣΜΟΣ Ι (ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι)
- 106 ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΙ (ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ)
- 111 ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ (ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙΙ)
- 120 ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ
- 131 ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Η εφαρμογή μεθοδολογίας σχεδιασμού διεργασιών σε παραγωγικά και ενεργειακά συστήματα και εγκαταστάσεις.
Η ανάπτυξη μαθηματικών προτύπων για το σχεδιασμό παραγωγικών και ενεργειακών συστημάτων διεργασιών.
Η κατάστρωση πλαισίου βελτιστοποίησης για το σχεδιασμό παραγωγικών και ενεργειακών συστημάτων διεργασιών.
Η επίλυση προβλημάτων βελτιστοποίησης γραμμικού, μη γραμμικού, μικτού ακεραίου προγραμματισμού με περιορισμούς στο σχεδιασμό συστημάτων διεργασιών.
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
- Λήψη αποφάσεων
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
- Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα
- Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου
- Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Περιεχόμενο Μαθήματος
Βασικές αρχές σύνθεσης διαγραμμάτων ροής διεργασιών και συστημάτων παραγωγής ενέργειας
Ιεράρχηση αποφάσεων
Αντικειμενικοί στόχοι σχεδιασμού
Επιλογή κριτηρίων σχεδιασμού
Αξιολόγηση επιλογών
Βασικές αρχές οικονομικής ανάλυσης σχεδιασμού διαγραμμάτων ροής παραγωγικών διεργασιών και συστημάτων παραγωγής ενέργειας
Εκτίμηση κόστους συσκευών – Διαστασιολόγηση συσκευών
Κόστος ενέργειας – Ανάλυση κύκλου ζωής
Τεχνοοικονομική ανάλυση επενδύσεων (1η Εργασία)
Αρχές προσομοίωσης διεργασιών και συστημάτων διεργασιών
Aνάπτυξη προτύπων για την προσομοίωση διεργασιών
Ανάλυση βαθμών ελευθερίας
Προσδιορισμός σχεδιαστικών προδιαγραφών
Θερμοδυναμικοί υπολογισμοί
Αριθμητικές μέθοδοι και τεχνικές επίλυσης
Εξάσκηση στην προσομοίωση διεργασιών (Προσομοιωτής ASPEN PLUS – 2η Εργασία)
(Τυπικά θέματα εργασιών: Προσομοίωση θερμοηλεκτρικών σταθμών με συμπαραγωγή)
Βασικές αρχές μη-γραμμικού προγραμματισμού στο σχεδιασμό διεργασιών
Συνθήκες βέλτιστης λύσης χωρίς ή με περιορισμούς
Αξιολόγηση βέλτιστων λύσεων – Χρήση ακέραιων σχεδιαστικών μεταβλητών
Εξάσκηση στη βελτιστοποίηση διεργασιών (ΜΑΤLAB, GAMS)
Βέλτιστος σχεδιασμός διαγραμμάτων ροής
Ολοκληρωμένη διαχείριση ενεργειακών απαιτήσεων
Κριτήρια λειτουργικότητας και εφικτότητας
Προσομοίωση διεργασιών στην αξιολόγηση σχεδιαστικών επιλογών
Βελτιστοποίηση με πολλαπλά κριτήρια (οικονομικά, δυναμικά, περιβαλλοντικά)
Ανάλυση ευαισθησίας βέλτιστων σχεδιαστικών αποφάσεων
Εξάσκηση στο βέλτιστο σχεδιασμό (ΜΑΤLAB, GAMS – 3η Εργασία)
(Τυπικά θέματα εργασιών: Βελτιστοποίηση δικτύου εναλλακτών θερμότητας, αντλίες θερμότητας, συμπαραγωγή ατμού-ηλεκτρικής ενέργειας)
Διαχείριση ενεργειακών αναγκών βιομηχανικών εγκαταστάσεων διεργασιών
Σχεδιασμός δικτύων εναλλακτών θερμότητας – Ανάλυση pinch
Βέλτιστος σχεδιασμός δικτύων εναλλακτών θερμότητας
Τεχνικές προγραμματισμού στο βέλτιστο σχεδιασμό
Εξάσκηση στο σχεδιασμό δικτύων εναλλακτών θερμότητας (ΜΑΤLAB, προσομοιωτής – 4η Εργασία)
Αυτόματος έλεγχος διεργασιών
Βελτίωση ελέγχου ανάδρασης (έλεγχος ανάδρασης συστοιχίας, πρόδρασης και αποθεμάτων)
Έλεγχος πολλαπλών μεταβλητών, αλληλεπίδραση βρόχων ελέγχου
Ολιστικός έλεγχος συστημάτων διεργασιών
Εξάσκηση στον έλεγχο διεργασιών (ΜΑΤLAB, gPROMS – 5η Εργασία)
(Τυπικά θέματα εργασιών: έλεγχος λεβήτων, δικτύων εναλλακτών θερμότητας, στροβίλων, συστημάτων παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές π.χ. βιομάζα)
Ταυτόχρονος σχεδιασμός διεργασιών και συστήματος ελέγχου
Στάθμιση σχεδιαστικών κριτηρίων (οικονομική λειτουργία ως προς ικανοποίηση προδιαγραφών προϊόντος)
Τεχνικές και μέθοδοι σε επίπεδο βιομηχανικών εγκαταστάσεων
Εξάσκηση στον έλεγχο διεργασιών (ΜΑΤLAB – 6η Εργασία)
Ανάλυση ρίσκου διεργασιών
HAZOP, HAZAN
Σχεδιασμός συστημάτων για αποτροπή επικίνδυνων καταστάσεων
Εξάσκηση σε πραγματικά βιομηχανικά προβλήματα (δοχεία πίεσης, λέβητες, αντλίες κλπ)
Λέξεις Κλειδιά
Σχεδιασμός διεργασιών, βελτιστοποίηση συστημάτων διεργασιών, ολοκληρωση ενεργειακών συστημάτων
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Βιντεοδιαλέξεις
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Αξιολόγηση των Φοιτητών
Περιγραφή
Ηλεκτρονική μορφή παρουσιάσεων. Ηχογραφημένες διαλέξεις συγχρονισμένες με εικόνα.
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 45 | 1,5 | ✓ | ✓ | |
| Σεμινάρια | 15 | 0,5 | ✓ | ✓ | |
| Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων | 25 | 0,8 | ✓ | ✓ | |
| Διαδραστική διδασκαλία στο Υπολογιστικό Κέντρο | 15 | 0,5 | ✓ | ✓ | |
| Εκπόνηση μελέτης (project) | 50 | 1,7 | ✓ | ✓ | |
| Εξετάσεις | 0 | ||||
| Σύνολο | 150 | 5 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Εργασίες – Θέματα (100%)
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εργασία (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Δημόσια Παρουσίαση (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
- Έκθεση / Αναφορά (Διαμορφωτική, Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Σχεδιασμός Θερμικών Διεργασιών, Μ. Κροκίδα, Δ. Μαρίνος - Κουρής, Ζ. Μαρούλης
Σχεδιασμός και Οικονομική Μελέτη Εγκαταστάσεων για Μηχανικούς, Peters Max, Timmerhaus Klaus D., West Ronald E, Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ
Εισαγωγή στο Σχεδιασμό Χημικών Εργοστασίων , Κούκος Ι. , Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
Ajah Α.Ν., J. Grievink, P.L.J. Swinkels, “Delft Design Matrix: Framework for conceptual process design of future plants”, 2003.
Biegler L.T., I.E. Grossmann, A.W. Westerberg, “Systematic methods of chemical process design”, Prentice-Hall, 1997.
Douglas J.M., “Conceptual design of processes”, McGraw-Hill, 1988.
Jaluria Y., “Design and optimization of thermal systems”, CRC Press, 2008.
Seider W.D., J.D. Seader, D.R. Lewin, “Product and process design principles”, Wiley, 2nd Ed., 2004.
Smith R., “Chemical Process – Design and Integration”, Wiley, 2005.
Suryanarayana N.V., Oner Arici, and N. Suryanarayana, “Design and Simulation of Thermal Systems”, McGraw Hill,
Τελευταία Επικαιροποίηση
05-06-2020
