Laboratorium kinetyki procesów przenoszenia w inżynierii chemicznej

Eugeniusz Molga

Skrypt przeznaczony jest dla studentów kierunku inżynieria chemiczna i procesowa prowadzonego na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej. Zakres i program ćwiczeń laboratoryjnych dostosowane są do programów wykładów i ćwiczeń audytoryjnych z kinetyki procesowej oraz ćwiczeń projektowych z procesów przenoszenia pędu i masy. Są jednocześnie kontynuacją takich przedmiotów jak: chemia fizyczna, mechanika płynów, termodynamika procesowa i wymiana ciepła.   Przedstawione ćwiczenia laboratoryjne związane są bezpośrednio z materiałem przekazywanym na wykładzie i stanowią praktyczne rozwinięcie tego materiału. Na opis każdego ćwiczenia laboratoryjnego składają się: wprowadzenie teoretyczne, opis aparatury, instrukcja wykonania ćwiczenia oraz instrukcja wykonania sprawozdania. Podstawy teoretyczne zawierają opis stosowanej w ćwiczeniu metody doświadczalnej. Opis aparatury wraz z instrukcją wykonania ćwiczenia umożliwiają wyznaczenie odpowiedniego parametru lub zależności charakteryzujących badany proces. Instrukcja wykonania sprawozdania wskazuje, jakie wielkości i/lub zależności należy wyznaczyć z wykorzystaniem wykonanych pomiarów.

Problematyka integracji prac scaleniowych z pracami z zakresu gospodarowania zasobami wodnymi w kontekście polityki rozwoju obszarów wiejskich

Małgorzata Stańczuk-Gałwiaczek, Katarzyna Sobolewska-Mikulska

W monografii przedstawiono problematykę integracji prac scaleniowych z pracami z zakresu gospodarowania zasobami wodnymi. Zasoby wodne są niezmiernie ważnym czynnikiem determinującym znaczenie i rozwój funkcji obszarów wiejskich. Ograniczona wielkość zasobów wodnych w Polsce oraz ich duża zmienność w czasie i przestrzeni wymusza konieczność racjonalnego gospodarowania wodą. W podejściu przyjętym przez kraje Europy Zachodniej scalenie gruntów jest nieodłącznie związane z implementacją rozwiązań polegających na ochronie i kształtowaniu zasobów wodnych na terenach wiejskich. W ramach prac scaleniowych istnieje możliwość wskazania obszarów niezbędnych do realizacji inwestycji w zakresie systemów melioracji wodnych, retencjonowania wód na obszarach wiejskich, zarządzania ryzykiem powodziowym oraz w zakresie realizacji działań o charakterze środowiskowo-krajobrazowym wpływających na warunki wodne na scalanym obiekcie. Szeroki i kompleksowy zakres działań realizowanych w ramach prac scaleniowych jest zgodny z ideą zrównoważonego i wielofunkcyjnego rozwoju obszarów wiejskich. W monografii postawiono tezę: „Scalenia gruntów nie są w dostatecznym stopniu wykorzystywane jako instrument służący ochronie i kształtowaniu zasobów wodnych na terenach wiejskich w Polsce.   Zakres rozwiązań projektowych wprowadzanych w procesie scalenia gruntów w Polsce jest ograniczony i niewystarczający”. Udowodnienie przyjętej tezy wymagało realizacji następujących celów szczegółowych: 1) ocena stanu gospodarki wodnej na obszarach wiejskich oraz przegląd obecnego stanu wiedzy dotyczącej prawnych i geodezyjnych aspektów integracji prac scaleniowych z pracami z zakresu gospodarowania zasobami wodnymi; 2) analiza i ocena zakresu wprowadzanych w założeniach do projektu scalenia gruntów w Polsce rozwiązań nakierowanych na poprawę stanu gospodarki wodnej w oparciu o reprezentatywną próbę badawczą.   W rozdziale 2 podjęto próbę diagnozy aktualnego stanu gospodarki wodnej na obszarach wiejskich w Polsce, której wyniki pozwalają potwierdzić pilność i priorytetowość realizacji prac związanych z poprawą stanu ilościowego i jakościowego wód na obszarach wiejskich. W rozdziale 3 zdefiniowany został zakres działań realizowanych w procesie scalenia gruntów, przy jednoczesnym zwróceniu uwagi na funkcjonującą w krajowej literaturze przedmiotu wielorakość nazewnictwa i pojęć dotyczących kompleksowych przedsięwzięć realizowanych na obszarach wiejskich, obejmujących scalenie gruntów. Szczególną uwagę zwrócono na problematykę integracji prac scaleniowych z pracami z zakresu rolniczego gospodarowania zasobami wodnymi na obszarach wiejskich. W rozdziale 4 poświęcono uwagę zagadnieniu polityki rozwoju obszarów wiejskich. Przybliżono ideę rozwoju zrównoważonego oraz wielofunkcyjnego. Przedstawiono także instrumentarium Wspólnej Polityki Rolnej w kontekście realizacji prac scaleniowych w Polsce.   W rozdziale 5 przedstawiono wyniki badań zakresu wprowadzanych w założeniach do projektów scalenia gruntów w Polsce rozwiązań nakierowanych na poprawę stanu gospodarki wodnej. Jako metodę badawczą przyjęto metodę indukcyjną, opierając się na zasadach weryfikacjonizmu naukowego na podstawie badań reprezentatywnej próby dokumentów źródłowych opracowanych dla obiektów scaleniowych w Polsce. Wyboru próby reprezentatywnej dokonano przy zastosowaniu metod statystycznych. Badane cechy (decyzja geodety-projektanta o wprowadzeniu konkretnego rozwiązania projektowego) mają charakter jakościowy. Zgromadzone dane uporządkowano, stosując metody statystyczne.  

Laboratorium podstaw techniki świetlnej

Andrzej Wiśniewski, Dariusz Czyżewski, Krzysztof Skarżyński, Marcin Wesołowski, ...

Intensywny wzrost zapotrzebowania na wysokiej jakości oświetlenie i sprzęt oświetleniowy sprawiają, że na rynku pracy potrzebni są specjaliści z zakresu techniki świetlnej. Muszą być oni wykształceni w kierunku analiz rożnych aspektów oświetlenia elektrycznego, a przede wszystkim jego mierzalnych parametrów elektrycznych, fotometrycznych, kolorymetrycznych i eksploatacyjnych. Prezentowany podręcznik jest przeznaczony głównie dla studentów kierunków inżynierskich, na których omawiane są zagadnienia oświetleniowe. Przedstawiono w nim propozycje ćwiczeń laboratoryjnych, które umożliwiają poszerzenie wiedzy i zdobycie doświadczenia z zakresu techniki świetlnej. Wykonanie ćwiczeń jest również związane z nabyciem praktycznych umiejętności wykonywania pomiarów wielkości elektrycznych, fotometrycznych i kolorymetrycznych źródeł światła, opraw oświetleniowych, instalacji oświetleniowych i materiałów oraz analizowania uzyskanych wyników w odniesieniu do obowiązujących norm, stanu wiedzy i techniki. Wszystkie propozycje ćwiczeń zawierają opisy najbardziej istotnych zagadnień związanych z pomiarami i odniesienia do aktualnej literatury przedmiotu. Dlatego, podręcznik będzie przydatny zarówno dla osób wdrażających się w zagadnienia techniki świetlnej, jak i tych, które już pracują zawodowo w branży oświetleniowej.

Standardy efektywności energetycznej budynków jednorodzinnych

Szymon Firląg

Celem naukowym podjętych przez autora badań było opracowanie szczegółowych wymagań dla krajowych standardów efektywnych energetycznie budynków. Wytyczne te określono zarówno dla nowych, jak i istniejących budynków mieszkalnych. Zastosowana metodyka badawcza różniła się w zależności od postawionego celu. Pozwoliło to na zaprezentowanie różnych sposobów tworzenia i formułowania wymagań. W przypadku z góry zdefiniowanego poziomu efektywności energetycznej badaniom poddano numeryczne modele budynków, które następnie modyfikowano. Wprowadzane różne warianty usprawnień pozwoliły na określenie zestawu szczegółowych wytycznych. Zastosowana metoda badawcza była podstawą do określenia historycznych wymagań dla budynków energooszczędnych w standardzie NF40 i NF15. Poprawność sformułowanych wytycznych została zweryfikowana w trakcie trwania programu priorytetowego „Efektywne wykorzystanie energii. Dopłaty do kredytów na budowę domów energooszczędnych” Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Do określenia wymagań dla nowych budynków plusenergetycznych i termomodernizacji do standardu niemal zeroenergetycznego (NZEB) wykorzystano inną metodykę badawczą. Jej istotnym elementem był aspekt opłacalności ekonomicznej realizowanych przedsięwzięć. Opracowane modele numeryczne budynków były przedmiotem obliczeń wariantowych obejmujących różne zestawienia usprawnień. W przypadku nowych budynków mieszkalnych jednorodzinnych określono wymagania dotyczące rozwiązań konstrukcyjno-instalacyjnych pozwalających na osiągnięcie standardu plusenergetycznego. Podobne wymagania wyznaczono dla termomodernizacji budynków istniejących do poziomu NZEB. W tym wypadku badania przeprowadzono w pierwszej kolejności dla przegród budynków. Zdefiniowano dla nich optymalne kosztowo wartości współczynników przenikania ciepła. Podstawą do sformułowania wymagań szczegółowych dotyczących przegród były wskaźniki kosztu skumulowanego. Następnie określono na ich podstawie różne warianty termomodernizacji modeli budynków. Wyznaczona w ten sposób zależność między kosztem skumulowanym a efektywnością energetyczną pozwoliła na znalezienie optymalnego kosztowo i niemal zeroenergetycznego poziomu wymagań. Zaprezentowane metody obliczeniowe i opracowane standardy efektywności energetycznej budynków mogą być wykorzystywane do określenia przyszłych i obecnych wymagań stawianych budynkom. Pozwoliłoby to na zmniejszenie energochłonności krajowych zasobów budowlanych i ograniczenie ich negatywnego wpływu na środowisko naturalne, a jednocześnie zapewniło podwyższenie jakości życia w budynkach i poza nimi – dzięki redukcji emisji szkodliwych zanieczyszczeń powietrza. Działania takie wpisują się bezpośrednio w realizację celu polityki Unii Europejskiej, jakim jest dekarbonizacja zasobów budowlanych do 2050 roku.

Podstawy organizacji produkcji. Ćwiczenia

Jacek Bałuk

Skrypt jest przeznaczony do ćwiczeń projektowych w ramach przedmiotu "Organizacja produkcji" na kierunkach Zarządzanie oraz Zarządzanie i Inżynieria Produkcji. Tematyka ćwiczeń obejmuje wybrane zagadnienia organizacji produkcji, rozumianej jako obszar wiedzy o procesach i systemach produkcyjnych, zarówno w sferze ich projektowania, jak i eksploatacji oraz modernizacji. Prezentowane ćwiczenia umożliwiają poznanie elementów obliczeń produkcyjno-organizacyjnych, nabycie umiejętności ich praktycznego zastosowania oraz utrwalenie aparatu pojęciowego z obszaru organizacji produkcji.

Modelowanie i ocena systemów transportu wewnętrznego oraz sterowanie procesami transportu wewnętrznego

Konrad Lewczuk

Organizacja i planowanie transportu wewnętrznego przestały być jedynie lokalnym problemem technologicznym, ale wpisały się w szerokie spektrum czynników definiujących dzisiejsze łańcuchy dostaw, a pośrednio jakość różnych aspektów życia. Badania nad tymi systemami są drogą do dalszego usprawnienia i zmniejszenia kosztów. Dlatego celem niniejszej monografii jest analiza systemów transportu wewnętrznego jako ustandaryzowanych, ale niezwykle różnorodnych systemów technicznych funkcjonujących w łańcuchach dostaw i krytycznie oddziałujących na ich sprawność i koszty. W monografii omówiono wybrane dotychczasowe osiągnięcia branżowe w zakresie projektowania i organizacji systemów transportu wewnętrznego, a także autorskie metody ich badania - w tym modelowania, symulacji, organizacji i oceny. Przeprowadzono dyskusję wybranych aspektów funkcjonowania tych systemów, która pozwala na nieco inne - szersze - spojrzenie na to zagadnienie. Transport wewnętrzny jest powszechnym, ale rzadko odczuwanym bezpośrednio przez odbiorców indywidualnych rodzajem działalności logistycznej. Jego rola jest jednak ogromna. Aby ocenić znaczenie transportu wewnętrznego dla dobrostanu społeczeństw, wystarczy rozejrzeć się wokoło i zauważyć, że praktycznie każda rzecz w naszym otoczeniu na różnych etapach wielokrotnie przechodziła przez systemy transportu wewnętrznego, aby finalnie móc spełniać swoją funkcję.

Metody eksperymentalne w mechanice i budowie maszyn

Paweł Pyrzanowski

Opracowanie przybliża ogólne zagadnienia związane z zastosowaniem metod eksperymentalnych w praktyce inżyniera i naukowca zajmującego się problemami mechaniki oraz budowy i eksploatacji maszyn. W szczególny sposób przedstawiono współczesne metody pomiaru przemieszczeń i odkształceń – zarówno punktowe, jak i polowe, kładąc nacisk na możliwe źródła błędów i sposoby ich eliminacji lub zmniejszania ich wpływu na wyniki badań. Autor kierował się przy tym swoimi wieloletnimi doświadczeniami pracy na uczelni, w tym w realizacji projektów badawczych, oraz współpracy z przemysłem. W kolejnych rozdziałach opisano ogólne zagadnienia związane z przygotowaniem i prowadzeniem badań eksperymentalnych; zaprezentowano podstawowe metody badawcze w zagadnieniach związanych z mechaniką i budową maszyn, ze szczególnym uwzględnieniem pomiarów przemieszczeń i odkształceń, które należą do najczęściej wykonywanych badań eksperymentalnych; omówiono bardzo istotne w obecnych czasach zagadnienia związane z cyfrowymi technikami obróbki sygnału, w tym podstawy przetwarzania analogowo-cyfrowego i filtrom cyfrowym, a także zagadnienia związane z kartami pomiarowymi, wyjaśniając główne ich parametry i pozwalając na ich optymalny wybór i użytkowanie.

Wybrane metody numeryczne z przykładami zastosowań w zadaniach inżynierskich

Stanisław Rosłoniec

W opracowaniu przedstawiono wybrane metody numeryczne wykorzystywane do rozwiązywania układów równań liniowych i nieliniowych, interpolowania i aproksymowania funkcji jednej zmiennej, całkowania funkcji jednej i wielu zmiennych, różniczkowania funkcji jednej i wielu zmiennych oraz całkowania układów równań różniczkowych zwyczajnych. Wszystkie przedstawione metody zilustrowano przykładami wynikającymi z konkretnych zadań inżynierskich. Skrypt ten może być wykorzystywany w szkołach wyższych o profilu technicznym. Prezentowane, już trzecie, wydanie podręcznika zostało znacznie zmienione. Całkowicie nowym rozdziałem jest rozdział 2, traktujący o numerycznych metodach rozwiązywania zagadnień własnych macierzy algebraicznych. W pierwszym z jego podrozdziałów przedstawiono standardowe metody wyznaczania wartości i wektorów własnych macierzy trójdiagonalnych. Następnie przedstawiono kolejno wersje metody potęgowej i przykłady metod transformacyjnych jakimi są metody Jacobiego, Givensa i przekształcenia QR. W końcowej części rozdziału podano przykład ilustrujący procedurę ortogonalizacji Grama-Schmidta. Do najistotniejszych uzupełnień wprowadzonych do rozdziału 3, poświęconego metodom rozwiązywania pojedynczych równań nieliniowych, należy zaliczyć: rozszerzenie opisu metody Laguerre'a, prezentację metod Pegaza i Illinois będących ulepszonymi wersjami metody cięciw oraz omówienie metody macierzy towarzyszącej i metody Mullera. Rozdział 4, poświecony numerycznym metodom rozwiązywania układów równań nieliniowych, rozszerzono o opis metody Broydena, która jest wielowymiarowym odpowiednikiem metody siecznej opisanej w podrozdziale 3.2.3. Rozdział 5 traktujący o metodach interpolacji i aproksymacji funkcji jednej zmiennej rozszerzono o bardziej szczegółowy opis wymagań nakładanych na sześcienną funkcję sklejaną i wprowadzenie uzupełniającej formy zapisu tej funkcji. Ponadto opisano sposób interpolacji za pomocą liniowej kombinacji B-funkcji sklejanych trzeciego stopnia. Drugim, nowo opracowanym rozdziałem jest rozdział 6 poświęcony metodom interpolacji i aproksymacji funkcji dwóch zmiennych. Rozdział ten obejmuje: metodę kolejnych, jednowymiarowych interpolacji, metodę bezpośredniej, dwuwymiarowej interpolacji za pomocą wielomianu drugiego stopnia i dwuwymiarowej B-funkcji sklejanej. Istotę dwuwymiarowej, średniokwadratowej aproksymacji omówiono wykorzystując jako funkcję aproksymującą uogólniony wielomian dwóch zmiennych określony przez 9 niezależnych współczynników. Rozdział 7 został rozszerzony przez wprowadzenie przykładu obliczeniowego ilustrującego 7-węzłową kwadraturę Gaussa-Legendre'a i algorytmu 15-węzłowej kwadratury Gaussa-Kronroda G7-K15. Podwyższoną dokładność obliczeń wykonanych według tej kwadratury potwierdzają wyniki prezentowane przykładzie 7.8. Kolejnym, rozszerzonym rozdziałem jest rozdział 9 poświęcony metodom numerycznego całkowania równań różniczkowych zwyczajnych. Rozważane w tym rozdziale zadanie rozwiązywania zagadnienia granicznego, patrz podrozdział 9.6, zostało wzbogacone w wyniku omówienia podstaw metod kollokacji i Galerkina wraz z ilustrującymi je przykładami. Jako funkcje aproksymujące wyznaczane numerycznie rozwiązanie zastosowano standardowe, sześcienne funkcje sklejane i B-funkcje sklejane trzeciego stopnia. Kończąc, pragnę wyrazić przekonanie, że przedkładana książka okaże się być interesująca i użyteczna dla wielu czytelników.