PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Transkrypt

1 Nazwa przedmiotu: Kierunek: ENERGETYKA Rodzaj przedmiotu: specjalności obieralny Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium, ćwiczenia I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C Zapoznanie studentów z warunkami realizacji i przebiegu procesu spalania różnego rodzaju paliw. C. Nabycie przez studentów umiejętności zastosowania praw spalania do przygotowania paliwa, organizacji procesu spalania oraz kontroli emisji gazów spalinowych. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI. Wiedza z zakresu chemii ogólnej, termodynamiki i analizy matematycznej.. Umiejętność rozwiązywania podstawowych problemów z zakresu chemii oraz termodynamiki.. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji. 4. Umiejętności pracy samodzielnej oraz w grupie. 5. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK - posiada wiedzę teoretyczną z zakresu analizy technicznej i elementarnej paliw, EK - zna prawa spalania paliw, EK - zna ogólne zasady organizacji procesu spalania, EK 4 - potrafi wyznaczyć podstawowe parametry procesów spalania, EK 5 - zna tendencje i kierunki rozwoju w zakresie współczesnych wymogów organizacji procesu spalania, EK 6 - zna metody diagnostyki i analizy szkodliwych emisji, EK 7 - potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń. TREŚCI PROGRAMOWE PODSTAWY SPALANIA Fundamentals of combustion Forma studiów stacjonarne Poziom przedmiotu: I stopnia /tydzień: W E, L, C Kod przedmiotu: E_mso_A Rok: III Semestr: V punktów: 6 ECTS Forma zajęć WYKŁADY W Historia przedmiotu. W,,4 Paliwo energetyczne. Skład paliw. Cieplne charakterystyki paliw. Pojęcie paliwa umownego. Ciepło spalania i wartość opałowa. Wyznaczanie ciepła spalania. W 5,6,7 Stechiometria procesów spalania. Bilans materialny procesu spalania. Zapotrzebowanie powietrza i produkty spalania. Nadmiar powietrza. Entalpia produktów spalania. Podstawowe równania spalania. Równanie

2 niezupełnego spalania. Temperatura spalania. W 8,9 Ogólne problemy teorii spalania. W 0, Równowaga chemiczna i prawa działających mas. Zależność równowagi chemicznej od temperatury. Przebieg reakcji chemicznej. W Dysocjacja pary wodnej i dwutlenku węgla. Wpływ dysocjacji na temperaturę spalania. W,4 Kinetyka reakcji spalania. W 5,6 Szybkość reakcji chemicznych. Zależność reakcji chemicznych od temperatury. Wpływ ciśnienia na szybkość reakcji. W 7,8,9 Zależność szybkości reakcji od składu mieszaniny przy niezmiennym ciśnieniu i temperaturze. Zmiana szybkości reakcji od czasu. Reakcje łańcuchowe. Sposoby i rodzaje zapłonu. W 0 Stacjonarna teoria cieplnego samozapłonu. Niestacjonarna teoria cieplnego samozapłonu W, Spalanie laminarne i turbulentne. Dyfuzja. W,4 Zjawisko turbulentnej wymiany w strumieniu. Teoria wymiany ilości ruchu. Wymiana ciepła i masy w turbulentnym strumieniu. Równanie dyfuzji. W 5,6 Spalanie paliw gazowych. Spalanie dyfuzyjne, kinetyczne. Płomienie laminarne oraz turbulentne. Sposoby ustateczniania płomienia. Palniki gazowe. W 7,8,9,0 Rozprzestrzenianie się płomieni w gazach. Rozprzestrzenianie się płomieni w strumieniu. Pomiar normalnej prędkości rozprzestrzeniania 4 się płomieni. Zależność szybkości rozprzestrzeniania się płomienia od ciśnienia, składu i temperatury mieszaniny. W Spalanie paliw ciekłych. Spalanie na powierzchni swobodnej, spalanie kropli paliwa. Rozkład stężeń oraz temperatury. Palniki na paliwa ciekłe. Charakterystyczne cechy spalania olejów opałowych. W,,4,5,6 Własności wybuchowe gazów i pyłów. Granice stężeniowe wybuchu. Inicjacja wybuchu. Teoria wybuchu cieplnego. Zapłon wymuszony. Gazodynamika wybuchu. Wpływ utraty stabilności i oscylacji 5 płomienia. Przejście od spalania do detonacji. Charakterystyki wybuchowe gazów i pyłów. Metody zabezpieczeniowe. W 7,8,9,40,4 Spalanie paliw stałych. Ogólne założenia podstaw przygotowania pyłu węglowego. Ogólna charakterystyka spalania ziaren 5 paliwa stałego. Teoria heterogenicznego spalania. Proces spalania ziarna węgla. W 4,4,44,45 Diagnostyka procesów spalania. Pomiar stężeń w płomieniu Sondy analizy ogniowej. Chromatografia gazowa. Spektrometria masowa. 4 Metody spektroskopowe. Pomiar temperatury w płomieniu. Razem 45 Forma zajęć LABORATORIUM L, Oznaczanie zawartości wilgoci w paliwach stałych L,4 Oznaczanie zawartości popiołu w paliwach stałych L 5 Oznaczanie zawartości części lotnych w paliwach stałych L 6 Oznaczanie wartości opałowej oraz ciepła spalania paliw stałych L 7 Badania kinetyki spalania odosobnionego ziarna węgla L 8 Termiczna fragmentacja węgla w procesie spalania L 9 Spalanie paliw stałych w atmosferze wzbogaconej tlenem L 0,, Badanie płomienia kinetycznego spalania w palniku Bunsena. Wyznaczanie prędkości spalania. Pomiar temperatury płomienia. (Badania kinetyki wydzielania się części lotnych) Wyznaczanie normalnej prędkości

3 spalania paliw gazowych L Wyznaczanie szybkości spalania ziarna węgla w strumieniu materiału inertnego L 4 Wpływ temperatury paleniska na proces spalania ziarna węgla w strumieniu materiału inertnego L 5 Analiza spalin kotłowych Razem 5 Forma zajęć ĆWICZENIA C, - Skład paliw. C,4 - Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza. C 5,6 - Ilość i skład spalin. C 7,8 - Teoretyczny udział [CO i SO ] w spalinach suchych. C 9,0 - Bilans pierwiastków w procesie spalania. C, - Obliczenia stosunku nadmiaru powietrza. C - Wartość opałowa i entalpia spalania. C 4 - Bilans energii w procesach spalania. C 5 - Temperatura spalania. Razem 5 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych. ćwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z realizacji przebiegu ćwiczeń. stanowiska do ćwiczeń laboratoryjnych 4. instrukcje do wykonania ćwiczeń rachunkowych 5. ćwiczenia audytoryjne SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F. ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych F. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń F. ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania F4. ocena aktywności podczas zajęć P. ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę* P. ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu - egzamin *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Konsultacje Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych (czas poza zajęciami laboratoryjnymi) Przygotowanie do ćwiczeń audytoryjnych Przygotowanie do egzaminu Egzamin Średnia liczba na zrealizowanie aktywności 45W 5L 5C 75h 5 h 0 h 7,5 h 5 h Suma 50 h 7,5 h 7 h h SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS 6 ECTS

4 DLA PRZEDMIOTU punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć ćwiczeniowych i projektowych, ECTS,00 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA Literatura w języku polskim Jarosiński J.: Techniki czystego spalania, WNT, Warszawa, 996 Kordylewski W.: Spalanie i paliwa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, wyd.5, 008 Kowalewicz A.: Podstawy procesów spalania, WNT, Warszawa, 000 Szargut J.: Termodynamika techniczna, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 000 Tomeczek J.: Spalanie węgla. Skrypt Politechniki Śląskiej, 99. Literatura obcojęzyczna Williams F.A.: Combustion Theory, Menlo Road. Benjamin 985 PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) dr inż. Piotr PEŁKA dr hab. inż. Andrzej BOGUSŁAWSKI, prof. PCz dr hab. inż. Stanisław SZWAJA, prof. PCz pelka@imc.pcz.czest.pl abogus@imc.pcz.czest.pl szwaja@imc.pcz.czest.pl MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK EK EK EK4 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_W0 K_W K_W5 K_W0 K_W K_W9 K_U8 K_W0 K_W K_W0 K_U08 K_U4 K_W0 K_W7 K_W0 K_W K_W9 K_W0 K_U08 K_U4 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny C,C W-7 P C W-0 C-C L-L5,,,4,5 P F F F F4 C,C W-45 P C,C W-0, W4-45 C-C5,4 P F F4 4

5 EK5 EK6 EK7 K_U7 K_W5 K_W7 K_W0 K_U4 K_W5 K_W6 K_U4 K_U7 K_U8 C W-4 P C,C W-0 W4-45 C L-5,,5 P F F P II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia EK, EK, EK Student opanował wiedzę z zakresu podstaw spalania, potrafi swobodnie poruszać się w podanej tematyce EK4, EK5, EK6 Student posiada umiejętności stosowania wiedzy w rozwiązywaniu problemów związanych z projektowaniem i eksploatacją urządzeń procesu spalania oraz ograniczania emisji EK7 Student potrafi efektywnie prezentować i dyskutować wyniki własnych działań Na ocenę Na ocenę Na ocenę 4 Na ocenę 5 opanował podstawowej wiedzy z zakresu podstaw spalania potrafi wyznaczyć podstawowe parametry danego zjawiska, nawet z pomocą prowadzącego opracował sprawozdania/ potrafi zaprezentować wyników swoich badań Student częściowo opanował wiedzę z zakresu podstaw spalania potrafi wykorzystać zdobytej wiedzy, zadania wynikające z realizacji ćwiczeń wykonuje z pomocą prowadzącego Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, ale nie potrafi dokonać interpretacji oraz analizy wyników własnych badań Student opanował wiedzę z zakresu podstaw spalania, potrafi prawidłowo zdiagnozować i ocenić zjawiska spalania Student poprawnie wykorzystuje wiedzę oraz samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie realizacji ćwiczeń Student rozwiązał zadany problem, potrafi prezentować wyniki swojej pracy oraz dokonuje ich analizy Student bardzo dobrze opanował wiedzę z zakresu materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł Student samodzielnie potrafi wykonać obliczenia podstawowych wielkości, potrafi dokonać oceny oraz uzasadnić trafność przyjętych założeń Student wykonał sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia, potrafi w sposób zrozumiały prezentować, oraz dyskutować osiągnięte wyniki Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE Wszelkie informacje dla studentów kierunku ENERGETYKA dotyczące przedmiotu, jego zaliczenia, konsultacji są przekazywane podczas pierwszych zajęć oraz umieszczone są na tablicach informacyjnych Instytutu Maszyn Cieplnych. 5