KIERUNEK ENERGETYKA STUDIA STACJONARNE II STOPNIA PRZEDMIOTY PODSTAWOWE

Transkrypt

1 KIERUNEK STUDIA STACJONARNE II STOPNIA PRZEDMIOTY PODSTAWOWE KIERUNEK: Wszystkie specjalności Rachunek prawdopodobieństwa E I W30, C15; 4 pkt. WYKŁADY: Przestrzeń probabilistyczna: definicja aksjomatyczna prawdopodobieństwa, prawdopodobieństwo warunkowe, prawdopodobieństwo warunkowe nie-zależność zdarzeń, prawdopodobieństwo całkowite, twierdzenie Bayesa (12 godz.). Zmienna losowa jednowymiarowa: dystrybuanta, rozkład prawdopodobień-stwa zmiennej losowej dyskretnej i ciągłej, parametry rozkładu, wybrane rozkłady zmiennej losowej (8 godz.). Zmienne losowe wielowymiarowe: (informacyjnie) (2 godz.). Ciągi zmiennych losowych: słaba zbieżność, twierdzenia graniczne (8 godz.).. ĆWICZENIA: Przestrzeń probabilistyczna: definicja aksjomatyczna prawdopodobieństwa, prawdopodobieństwo warunkowe, prawdopodobieństwo warunkowe nie-zależność zdarzeń, prawdopodobieństwo całkowite, twierdzenie Bayesa (6 godz.). Zmienna losowa jednowymiarowa: dystrybuanta, rozkład prawdopodobień-stwa zmiennej losowej dyskretnej i ciągłej, parametry rozkładu, wybrane rozkłady zmiennej losowej (4 godz.). Zmienne losowe wielowymiarowe: (informacyjnie) (1 godz.). Ciągi zmiennych losowych: słaba zbieżność, twierdzenia graniczne (4 godz.).. Doc. dr hab. Piotr Jakóbczak Instytut Matematyki

2 Wszystkie specjalności Metody numeryczne I W15, Lk15; 3 pkt. WYKŁADY: Wprowadzenie do metod numerycznych. Układ równań liniowych. Macierze i wyznaczniki. Metody dokładne rozwiązywania układów równań. Metody iteracyjne. Równania nieliniowe. Interpolacja. Całkowanie i różniczkowanie. Aproksymacja funkcji. Równania różniczkowe zwyczajne. Metody przybliżonego rozwiązywania zadań brzegowych. LABORATORIA KOMPUTEROWE: Obliczanie rozkładu temperatur w wybranym energetycznym elemencie grubościennym. Wyznaczanie naprężeń na podstawie obliczonych temperatur. Dr hab. inż. Piotr Duda, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

3 Wszystkie specjalności Numeryczne metody rozwiązywania zagadnień drganiowych i akustycznych I W15, Lk15; 2 pkt. WYKŁADY: Równania różniczkowe: zagadnienie początkowe, zagadnienie brzegowe, zagadnienie własne. Opis matematyczny drgań układów dyskretnych, dyskretno-ciągłych i ciągłych oraz propagacji fali akustycznej. Metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych. Metoda różnic skończonych. Metody przybliżone: Ritza, Rayleigha, Galerkina, metody minimalizacji funkcjonału (wariacyjne). Metoda elementów skończonych, metoda elementów brzegowych i metoda statystycznej analizy energii. Metoda promieniowa. Implementacje komputerowe LABORATORIA KOMPUTEROWE: Zastosowanie pakietów komputerowych do analizy numerycznej zagadnień dynamiki układów mechanicznych: Mathcad (całkowanie równań ruchu, zagadnienie własne), Maple (całkowanie równań ruchu, zagadnienie własne, drgania układów dyskretnych), Matlab/Simulink (sterowanie drganiami), Ansys (drgania układów ciągłych, zagadnienia akustyki). Metoda różnic skończonych w akustyce. Dr hab. inż. Marek Kozień Instytut Mechaniki Stosowanej (M-1)

4 Wszystkie specjalności Fizyka kwantowa I W15, L15; 4 pkt. WYKŁADY: Fizyka klasyczna i jej ograniczenia. Zasady zachowania energii, pędu i momentu pędu. Zasady zachowania a symetrie w przyrodzie. Zakres stosowalności opisu klasycznego zjawisk. Fiasko klasycznych teorii w opisie promieniowania termicznego ciała doskonale czarnego. Narodziny fizyki kwantowej. Prawo Plancka. Kwantowe właściwości promieniowania elektromagnetycznego: zjawisko fotoelektryczne i zjawisko Comptona. Dualizm falowokorpuskularny światła. Fale w opisie materii: hipoteza de Broglie a. Pakiety falowe. Dyfrakcja elektronów na szczelinie. Zasada nieoznaczoności Heisenberga: relacje dla składowych pędu i położenia. Interferencja kwantowa w doświadczeniu typu Younga dla atomów i cząstek: reguły działań na amplitudach i analogie z doświadczeniami optycznymi. Podstawy fizyki kwantowej. Operatory i obserwable. Postulaty mechaniki kwantowej. Równanie Schrödingera zależne i niezależne od czasu. Funkcja falowa i jej interpretacja probabilistyczna. Deterministyczna ewolucja czasowa układu kwantowego. Determinizm klasyczny a kwantowy. Rozwiązanie równania Schrödingera dla studni potencjału. Stany związane, jako analogia fal stojących. Przykłady rozwiązań równania Schrödingera dla kwantowego oscylatora harmonicznego i atomu wodoru. Operator momentu pędu i jego kwantowanie. Spin, rezonans magnetyczny i zasada działania medycznej aparatury diagnostycznej. Wybrane zagadnienia mechaniki kwantowej. Atom wodoru w polu magnetycznym. Efekt Zeemana. Atomy wieloelektronowe. Cząsteczki. Poziomy energetyczne cząsteczki dwuatomowej. Fermiony i bozony. Rozkład Fermiego-Diraca i Bosego-Einsteina. Poziom Fermiego. Elektrony przewodnictwa w metalach. Zjawisko nadprzewodnictwa i jego zastosowania. LABORATORIA: Doświadczenie Francka-Hertza. Analiza spektralna gazów. Dyfrakcja i interferencja światła laserowego. Wyznaczanie stałej Plancka. Zjawisko fotoelektryczne. Wyznaczanie ładunku właściwego (e/m) elektronów. Elektronowy rezonans paramagnetyczny. Jądrowy rezonans magnetyczny. Prof. dr hab. Włodzimierz Wójcik Instytut Fizyki

5 Wszystkie specjalności Technologie i maszyny energetyczne E I W15, C15, L15, P15; 3 pkt. WYKŁADY: Formy energii pierwotnej i przetworzonej. Struktura zasobów energii. Silniki i maszyny robocze podstawowe typy, zasady pracy, zakresy zastosowań. Podstawowe technologie przetwarzania energii na pracę, ciepło i energię elektryczną : silnik spalinowy, technologia parowa, gazowa i gazowo-parowa. Obiegi porównawcze i rzeczywiste. Koszty wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej. Układy cieplne elektrowni konwencjonalnych, jądrowych, z turbinami gazowymi i układów parowo-gazowych. Podstawy obliczeń oraz budowa kotłów, turbin, pomp, wymienników ciepła. Zaawansowane systemy energetyczne. Obieg Chenga. Turbiny na wilgotne powietrze. Absorpcyjne obiegi chłodnicze. Układ kombinowany-turbina gazowa-absorpcyjny układ chłodniczy. Układy gazowo-parowe z absorpcyjnym układem chłodzenia powietrza, Obieg Kaliny wykorzystujący mieszaninę wody i amoniaku jako czynnik roboczy. Eksploatacja elektrowni cieplnych. Rozruch i wyłączanie z ruchu bloku energetycznego. Monitorowanie cieplno-wytrzymałościowych warunków pracy bloku energetycznego. ĆWICZENIA: Bilanse energii dla wymiennika ciepła, wyparki, rozprężacza, kotła, turbiny parowej, gazowej i wodnej, silnika spalinowego, pompy, elektrowni cieplnej, ziębiarki. Sprawność obiegów termodynamicznych elektrowni cieplnych i elektrociepłowni, silników spalinowych, turbin parowych, gazowych i układów parowo-gazowych ziębiarek i pomp ciepła. Obliczenia jednostkowego zużycia ciepła, pary i paliwa. Obliczenia układów cieplnych elektrowni. LABORATORIA: Badanie procesów przepływowo-cieplnych w konwekcyjnych powierzchniach ogrzewalnych kotłów. Wyznaczanie sprawności kotła parowego w trybie online. Monitorowanie cieplno-wytrzymałościowych warunków pracy kotłów energetycznych. Ocena stopnia zanieczyszczenia żużlem i popiołem ścian komory paleniskowej kotła oraz powierzchni ogrzewalnych w trybie on-line. PROJEKTY: Projekty: kondensatora turbiny lub podgrzewacza regeneracyjnego lub podgrzewacza pary w kotle. Prof. dr hab. inż. Jan Taler Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

6 Wszystkie specjalności Instalacje grzewcze I W15, P15; 1 pkt. WYKŁADY: Podstawowe systemy ogrzewania. Ogrzewanie wodne grawitacyjne i pompowe. Rozkład ciśnień w instalacji pompowej. Obliczenia strat ciepła pomieszczeń o kubaturze do 600 m 3 w budynkach o wysokości do 25 kondygnacji. Wymiarowanie przewodów instalacji centralnego ogrzewania wodnego (straty ciśnienia miejscowe i w odcinkach prostych, dobór średnic w poszczególnych obiegach). Dobór pomp obiegowych. Regulacja i zabezpieczenia instalacji centralnego ogrzewania. Metoda trapezów w wodnym ogrzewaniu podłogowym. Kominy i instalacje odprowadzania spalin. PROJEKTY: Obliczenia strat ciepła pomieszczeń i rozkładu temperatury w przegrodach budowlanych. Obliczenia ciśnienia czynnego dla konwencjonalnych ogrzewań wodnych systemu otwartego i pompowego. Obliczenia i dobór rur dla ogrzewań podłogowych - analiza pomieszczeń bez oraz ze strefą brzegową, obliczenia nastaw wstępnych na rozdzielaczach powrotnych. Obliczenia statycznej siły ciągu komina oraz ciągu użytecznego. Dr hab. inż. Wiesław Zima Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

7 Wszystkie specjalności Wybrane zagadnienia z wytrzymałości I L15; 1 pkt. LABORATORIA: Zastosowanie badań modelowych w doświadczalnej analizie konstrukcji; podstawowe zasady badań modelowych. Metoda elastooptyczna analizy stanu naprężenia: zjawisko dwójłomności wymuszonej, zastosowanie metody fotosprężystości w analizie płaskiego stanu naprężenia oraz do określenia współczynnika koncentracji naprężeń, badania elastooptyczne metodą skośnego prześwietlania. Zastosowanie metody interferometrii holograficznej do pomiaru przemieszczeń: podstawy metody i zasada działania lasera, metody podwójnej i pojedynczej ekspozycji, cyfrowa interferometria holograficzna. Wykorzystanie metody analogii w weryfikacji wybranych zadań wytrzymałości materiałów. Metoda kruchych pokryć i jej zastosowanie w analizie odkształceń konstrukcji. Metoda mory i jej zastosowanie do określenia geometrii powierzchni oraz do pomiaru odkształceń. Zastosowanie metody tensometrii elektrooporowej do pomiaru odkształceń zmiennych w czasie. Wyznaczenie naprężeń własnych metodą trepanacji otworowej. Badanie odporności na kruche pękanie: podstawy mechaniki pękania, kryteria odporności na pękanie, doświadczalne wyznaczenie całki Rice a oraz obliczenie współczynnika intensywności naprężeń dla materiału kruchego i krucho-ciągliwego. Doświadczalna weryfikacji stanu naprężenia w powłoce walcowej z uwzględnieniem efektów giętnych.. Dr hab. inż. Grzegorz Milewski, prof. PK Instytut Mechaniki Stosowanej (M-1)

8 Wszystkie specjalności Obliczenia wytrzymałościowe maszyn i urządzeń energetycznych I W15, Ć15; 2 pkt. WYKŁADY: Stale stosowane w budowie kotłów, turbin i rurociągów. Obliczanie grubości ścianki elementów ciśnieniowych-interpretacja wzorów z przepisów kotłowych. Pełzanie elementów ciśnieniowych. Obliczanie elementów maszyn i urządzeń energetycznych na niskocykliczną wytrzymałość zmęczeniową. Wyznaczanie dopuszczalnych szybkości nagrzewania i ochładzania grubościennych elementów kotłów i turbin. Optymalizacja n nagrzewania i ochładzania elementów kotłów i turbin. Monitorowanie naprężeń cieplnych w elementach kotłów i turbin parowych. Sondy termiczne do kontroli warunków nagrzewania i ochładzania wirników turbin. Bloki ograniczeń termicznych (BOT) w eksploatacji bloków energetycznych. Ocena trwałości resztkowej elementów ciśnieniowych. Pomiary tensometryczne naprężeń pochodzących od ciśnienia i naprężeń cieplnych. ĆWICZENIA: Dobór stali na rury parownika i przegrzewaczy kotłów. Obliczanie grubości ścianek rur parownika, przegrzewaczy pary i rurociągów parowych. Obliczanie dopuszczalnych szybkości nagrzewania i ochładzania grubościennych elementów kotłów. Wyznaczanie stopnia zużycia i trwałości resztkowej rurociągu parowego. Kontrola naprężeń cieplnych. Odwrotne zagadnienia przewodzenia ciepła. Prof. dr hab. inż. Jan Taler Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

9 Wszystkie specjalności Mechanika płynów I W15, L15; 2 pkt. WYKŁADY: Pojęcia podstawowe. Pochodna zupełna i substancjalna. Prawo przenoszenia Reynoldsa. Elementy kinematyki płynów. Ruch elementu płynu - I tw. Helmholtza. Siły działające na płyn. Równania wynikające z zasad zachowania masy, pędu i energii. Tensor naprężenia w płynie. Tensor prędkości deformacji. Równania konstytutywne. Liniowy płyn Newtona. Ciecze w stanie nadciekłym (ciecze kwantowe). Równania Naviera-Stokesa /N-S/. Analityczne i numeryczne metody całkowania równań N-S. Podobieństwo hydromechaniczne, liczby kryterialne. Równania Reynoldsa dla uśrednionego ruchu turbulentnego cieczy. Tensor naprężeń turbulentnych. Modelowanie przepływów turbulentnych - hipotezy domykające. LABORATORIA: Identyfikacja reostabilnych cieczy nienewtonowskich. Opływ ciała stałego płynem rzeczywistym. Doświadczalne wyznaczanie współczynnika strat tarcia. Pomiar strat miejscowych (lokalnych). Pomiar strat ciśnienia w odcinku wlotowym. Badanie charakterystyk pompy wirowej. Badanie zjawisk kawitacji przepływowej. Pomiar natężenia przepływu gazu w rurociągu za pomocą. przepływomierza kolanowego i kryzy. Prof. dr hab. inż. Kazimierz Rup Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej (M-5)

10 PRZEDMIOTY KIERUNKOWE KIERUNEK: Wszystkie specjalności Modelowanie CFD I P30; 3 pkt. PROJEKTY: Modelowanie wybranego urządzenia za pomocą metod numerycznych. Rozwiązywanie zagadnień ustalonego przewodzenia ciepła za pomocą metod numerycznych. Metoda objętości skończonej. Rozwiązywanie zagadnień ustalonego przewodzenia ciepła za pomocą CFD z wykorzystaniem programu FLUENT. Rozwiązywanie zagadnień nieustalonego przewodzenia ciepła za pomocą metod numerycznych. Modelowanie zjawisk przepływowo cieplnych zachodzących w trójniku z wykorzystaniem programu FLUENT. Wyznaczanie dwuwymiarowego rozkładu temperatury w przekroju poprzecznym komina porównanie metody Gaussa-Seidela z programem Fluent. Zastosowanie programu FLUENT do rozwiązywania problemów przepływowo-cieplnych zachodzących w sprzęgle hydraulicznym. Symulacja procesów termofizycznych w silnikach tłokowych za pomocą programu KIVA3V. Preprocesor programu KIVA i postprocesor GMV do wizualizacji zjawisk silnikowych. Modelowanie nieustalonych przepływów gazów w układach dolotowych i wylotowych silników spalinowych. Modelowanie obiektowe w programie GT-Power do wyznaczania parametrów roboczych złożonych systemów silnikowych. Wyznaczanie emisji szkodliwych składników spalin w programie GT-Power. Proces zapłonu, spalania i wymiany ciepła w komorze spalania silnika tłokowego z wykorzystaniem programu PHOENICS z ujęciem turbulencji, radiacji i tworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej. Dr hab. inż. Piotr Duda, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

11 Wszystkie specjalności MES w obliczeniach urządzeń energetycznych I W15, Lk15; 3 pkt. WYKŁADY: Charakterystyka MES. Podział obszaru na elementy skończone. Funkcje kształtu. Opis MES opartej na metodzie Galernika. Wyprowadzenie równań dla elementów trójkątnych i prostokątnych. Naturalny układ współrzędnych dla elementów jednowymiarowych oraz dwuwymiarowych trójkątnych i prostokątnych. Transformacja układów współrzędnych i obliczanie całek za pomocą kwadratur Gaussa-Legendre a. Opis sposobów budowania globalnego układu równań w MES. Sposoby rozwiązywania dużych układów równań algebraicznych i układów równań różniczkowych zwyczajnych. Zastosowanie MES do rozwiązywania zagadnień ustalonego i nieustalonego przewodzenia ciepła. Zastosowanie MES do rozwiązywania zagadnień sprężystości i termosprężystości. Rozwiązywanie zagadnień konwekcyjnej wymiany ciepła. Bilansowa metoda elementów skończonych. Metoda elementów brzegowych. LABORATORIA KOMPUTEROWE: Wyznaczanie ustalonych i nieustalonych pól temperatury w ciałach stałych za pomocą MES. Konwekcja wymuszona przy przepływie nieizotermicznym płynu w rurze-przepływ laminarny i burzliwy. Analiza naprężeń pochodzących od ciśnienia w trójniku kulistym w kształcie litery Y. Naprężenia pochodzące od ciśnienia i obciążeń cieplnych w połączeniu walczak - rura opadowa Dr hab. inż. Piotr Duda, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

12 Wszystkie specjalności Silniki spalinowe (wybieralny) I W15, L15; 1 pkt. WYKŁADY: Rys historyczny. Podział silników spalinowych. Podstawy teoretyczne działania silnika spalinowego. Obiegi teoretyczne tłokowych silników spalinowych: Obiegi: Carnot, Otto, Diesel, Seilinger Sabathe, Stirling, założenia do obiegów, porównanie sprawności obiegów teoretycznych. Podstawowe wielkości charakteryzujące obieg silnika tłokowego. Zasada działania silników dwu- i czterosuwowych ZI i ZS. Rzeczywisty obieg cieplny tłokowego silnika czterosuwowego ZI i ZS, parametry obiegu. Rzeczywisty obieg cieplny silnika dwusuwowego. Zamknięty i otwarty wykres indykatorowy silników tłokowych. Analiza porównawcza obiegów teoretycznych i rzeczywistych. Wskaźniki robocze silników tłokowych: średnie ciśnienie indykowane, sprawności obiegów rzeczywistych, moc indykowana i efektywna, moment obrotowy, godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa. Bilans cieplny silnika spalinowego. Straty tarcia - sprawność mechaniczna silnika. Metody regulacji mocy silników. Podstawowe charakterystyki silników spalinowych. Rzeczywisty obieg silników Wankla i Stirlinga. LABORATORIA: Wyznaczanie charakterystyki prędkościowej tłokowego silnika spalinowego. Wyznaczanie charakterystyki obciążeniowej tłokowego silnika spalinowego. Sporządzenie charakterystyki uniwersalnej silnika spalinowego. Wyznaczanie charakterystyki regulatorowej silnika ZS. Sprawność napełnienia silnika spalinowego. Dr hab. inż. Marek Brzeżański Instytut Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych (M-4)

13 Wszystkie specjalności Maszyny cieplne (wybieralny) I W15, L15; 1 pkt. WYKŁADY: Podział silników cieplnych. Teoretyczne podstawy pracy silników cieplnych. Obiegi teoretyczne: Carnota, Stirlinga, Rankina, Otto, Diesel, Sabath e, Ericssona. Zasady obliczania sprawności teoretycznej obiegów. Bilans cieplny obiegów. Rzeczywisty obieg cieplny silników zewnętrznego i wewnętrznego spalania. Systemy wydzielania ciepła w maszynach cieplnych. Zasada działania silników dwu- i czterosuwowych ZI i ZS. Zasada działania silników przepływowych, silnika Wankla i Stirlinga. Analiza konstrukcji współczesnych silników spalinowych: 2 i 4 suwowy silnik tłokowy, silnik Wankla, silnik Stirlinga, silniki przepływowe. Wskaźniki robocze maszyn cieplnych. Bilans energetyczny maszyn cieplnych na przykładzie bilansu cieplnego tłokowego silnika spalinowego. Podstawowe charakterystyki silników spalinowych. Paliwa stosowane w maszynach cieplnych. Wpływ eksploatacji maszyn cieplnych na środowisko. Tendencje rozwoju maszyn cieplnych w aspekcie zastosowania do napędu maszyn i pojazdów. LABORATORIA: Analiza konstrukcyjna tłokowych silników spalinowych. Sporządzenie podstawowych charakterystyk silnika spalinowego. Analiza współpracy maszyny cieplnej z odbiornikiem energii. Analiza konstrukcyjna silnika Wankla. Analiza kinematyczna i konstrukcyjna silnika Stirlinga. Analiza konstrukcyjna i pomiar siły ciągu silnika pulsacyjnego. Badanie własności wybranych paliw stosowanych w maszynach cieplnych Dr inż. Tadeusz Papuga Instytut Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych (M-4)

14 Wszystkie specjalności Termodynamika gazów wilgotnych (wybieralny) I W15, Ć15; 1 pkt. WYKŁADY: Mieszaniny gazów. Równanie stanu. Gęstość, masa molowa i stała gazowa. Zależność miedzy udziałami masowymi i objętościowymi. Mieszaniny gazów i par. Wilgotność względna i bezwzględna. Entalpia. Wykres Moliera h-x dla powietrza wilgotnego. Zmiany stanu: ogrzewanie i ochładzanie, mieszanie. Nawilżanie za pomocą cieczy lub pary. Punkt rosy. Sprężanie. Podstawy spalania. Paliwa stałe, ciekłe i gazowe. Ciepło spalania i wartość opałowa. Obliczanie stechiometryczne procesów spalania. Własności powietrza i spalin. Punkt rosy dla spalin. Klimatyzacja pomieszczeń. Kotły kondensacyjne z otwartą i zamkniętą komorą spalania. Chłodnie kominowe i wentylatorowe. Obliczenia i konstrukcje chłodni kominowych. Wykorzystanie chłodni do odprowadzania spalin z kotłów. ĆWICZENIA: Przemiany powietrza wilgotnego. Porównanie sprawności gazowego kotła grzewczego: zwykłego i kondensacyjnego. Obliczenia chłodni kominowej. Dr inż. Sławomir Grądziel Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

15 Wszystkie specjalności Podstawy przemian energetycznych (wybieralny) I W15, Ć15; 1 pkt. WYKŁADY: Postacie i nośniki energii. Bilanse i jednostki energii. Sprawność i efektywność energii. Podstawy fizyczne przemian energii cieplnej. Przemiany termodynamiczne pary wodnej. Przemiany energetyczne w klasycznych elektrowniach parowych. Obiegi w elektrowniach parowych. Obiegi Rankine a z użyciem pary nasyconej i pary przegrzanej. Efektywność przemian energetycznych w elektrowni kondensacyjnej. Przemiany energetyczne w skojarzonych układach cieplno elektrycznych. Przemiany energetyczne w w elektrociepłowniach. ĆWICZENIA: Obliczanie sprawności teoretycznej obiegu Rankine a. Wpływ parametrów pary na sprawność teoretyczną. Wyznaczanie jednostkowego zużycia pary i ciepła. Dr inż. Sławomir Grądziel Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

16 PRZEDMIOTY SPECJALNOŚCIOWE ODNAWIALNA KIERUNEK: SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Ogniwa paliwowe i technologie wodorowe E II W15, L15; 3 pkt. WYKŁADY: Metody przemysłowe otrzymywania wodoru. Metody przyszłościowe otrzymywania wodoru. Magazynowanie wodoru. Najnowsze zastosowania wodoru. Spalanie wodoru w ogniwach paliwowych. Termodynamika ogniw paliwowych. Reakcje elektrochemiczne w ogniwach paliwowych. Równanie Butlera-Volmera. Wymiana masy w ogniwach paliwowych. Modelowanie ogniw paliwowych. Założenia upraszczające. Równania opisujące zachodzące zjawiska. Charakterystyka ogniw paliwowych. Rodzaje ogniw paliwowych. Znaczenie ogniw paliwowych w ochronie środowiska. Układy hybrydowe z wykorzystaniem ogniw paliwowych. LABORATORIA: Badania elektrolizera. Budowa i zasada działania ogniw fotowoltaicznych oraz paliwowych. Wyznaczanie charakterystyk ogniw fotowoltaicznych oraz paliwowych. Wyznaczanie sprawności ogniw fotowoltaicznych oraz paliwowych. Dr hab. inż. Piotr Duda, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

17 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Energetyczne wykorzystanie biomasy II W15; 1 pkt. WYKŁADY: Definicja, charakterystyka i energetyczny potencjał biomasy. Technologie i urządzenia do spalania biomasy. Termiczne przetwarzanie biomasy. Wykorzystanie drewna i słomy na potrzeby energetyczne. Przykłady kotłowni opalanych drewnem i słomą. Surowce do produkcji biopaliw. Źródła oraz technologie pozyskiwania i energetycznego wykorzystania biogazu. Ekonomiczne i ekologiczne zagadnienia wykorzystania biomasy. Dr hab. inż. Bohdan Węglowski, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

18 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Chłodnictwo i pompy ciepła II W15, P15; 2 pkt. WYKŁADY: Sprężarkowe obiegi jednostopniowe: schematy obiegów. Sprężarkowe obiegi wielostopniowe i kaskadowe: schematy obiegów. Absorpcyjne obiegi chłodnicze: prosty, z wymiennikiem ciepła roztworów, ze zwrotną wymianą ciepła. Systemy chłodnicze do oziębiania bezpośredniego w układzie z termostatycznym zaworem rozprężnym i w układzie pompowym. Systemy chłodnicze do oziębiania pośredniego (woda, solanka, glikol). Obiegi i procesy służące do uzyskiwania temperatur kriogenicznych. Aparaty sprężarkowych i absorbcyjnych urządzeń ziębniczych. Wyposażenie dodatkowe urządzeń sprężarkowych. Wykorzystanie pomp ciepła w klimatyzacji oraz technice chłodniczej do odzysku ciepła. Współpraca pomp ciepła z różnymi systemami grzewczymi. Ustalone i nieustalone procesy cieplne zachodzące w dolnych źródłach ciepła pomp ciepła (powietrze, woda, grunt). Zagadnienia regulacyjne związane z pracą urządzeń chłodniczych. PROJEKTY: Projektowanie jednostopniowego obiegu urządzenia ziębniczego. Projektowanie wielostopniowych i kaskadowych obiegów ziębniczych. Projektowanie absorpcyjnego obiegu ziębniczego. Dobór urządzeń dla jednostopniowego obiegu chłodniczego. Projektowanie obiegów ziębniczych dla pomp ciepła. Projekt pompy ciepła typu powietrze-powietrze. Projekt pompy ciepła typu woda-woda. Projektowanie ujęć dolnych źródeł ciepła pomp ciepła (woda, grunt, powietrze). Dr hab. inż. Beata Niezgoda-Żelasko Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej (M-5)

19 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Utylizacja odpadów komunalnych i przemysłowych II W15, C15; 2 pkt. WYKŁADY: Odpady komunalne i przemysłowe. Podział odpadów. Ilość i skład morfologiczny odpadów komunalnych. Unieszkodliwianie odpadów komunalnych składowanie, kompostowanie, metody termiczne. Składowiska: lokalizacja, projektowanie, badania wstępne i budowa składowisk, eksploatacja składowisk odpadów (składowiska komunalne, składowanie odpadów niebezpiecznych). Wymagane dokumenty i decyzje. Monitoring składowisk odpadów fizyczny i biologiczny. Eksploatacja składowiska składowanie, instalacja odgazowania, instalacja odwadniania. Metody uszczelniania składowisk, Rekultywacja składowisk i zagospodarowanie. Sposoby utylizacji odpadów komunalnych.. Procesy spalania i pirolizy, spalanie i piroliza odpadów komunalnych. Odpady szpitalne, sposoby utylizacji i niszczenia ich infekcyjnych właściwości. ĆWICZENIA: Opracować technologię rekultywacji składowiska lub wybranego typu nieużytków poprzemysłowych. Dr inż. Zdzisław Roszak Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej (M-5)

20 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Fizyczne podstawy energetyki wiatrowej i wodnej E II W15, C15; 2 pkt. WYKŁADY: Pojęcia podstawowe. Turbiny wiatrowe: wolnobieżne, średniobieżne, szybkobieżne. Rodzaje turbin wiatrowych. Reakcja aerodynamiczna działająca na konstrukcję turbiny. Moc turbiny wiatrowej. Sprawność turbiny wiatrowej. Kryterium maksymalnego wykorzystania mocy- kryterium Betza. Współczynnik wykorzystania mocy Cp, współczynnik siły wzdłużnej Cx. Krzywa mocy turbiny wiatrowej. Elementy teorii łopaty śmigła, współczynnik siły unoszenia C L, współczynnik siły oporu C D. Konfiguracja rotora turbiny. Rodzaje turbin wodnych. Turbiny akcyjne (natryskowe) i turbiny reakcyjne (naporowe). Moc turbiny akcyjnej. Optymalna prędkość obwodowa koła turbiny i moc maksymalna. Moc turbiny reakcyjnej równanie Eulera dla reakcyjnych maszyn przepływowych. Twierdzenie Żukowskiego Kutty. Trójkąty prędkości na wlocie i wylocie z przestrzeni łopatkowej. Elementy teorii podobieństwa dla wirnikowych maszyn przepływowych. Efekt skali. Typowe turbiny wodne: promieniowa Francisa i osiowa Kaplana. Sprawność turbin wodnych. Stopień reakcyjności turbin. ĆWICZENIA: Obliczanie mocy turbiny wiatrowej o osi poziomej. Wyznaczanie reakcji aerodynamicznej działającej na konstrukcję turbiny. Wyznaczanie sił oporu i unoszenia działających na opływany profil (łopatę śmigła). Wyznaczanie optymalnej mocy turbiny Francisa. Charakterystyki mocy turbiny Francisa. Wyznaczanie sił działających na łopatki turbiny osiowej. Prof. dr hab. inż. Kazimierz Rup Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej (M-5)

21 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Mikrosiłownie II W15; 1 pkt. WYKŁADY: Obieg cieplny Rankina. Schemat mikrosiłowni z niskowrzącym czynnikiem roboczym. Schemat mikroelektrociepłowni z niskowrzącym czynnikiem roboczym. Dobór czynnika dla obiegu roboczego ORC (Organic Ranking Cycle) dla określonych źródeł ciepła ciepła odpadowego.obiegi termodynamiczne mikrosiłowni i mikroelektrociepłowni ORC. Mikrosiłownie binarne. Sprawność mikrosiłowni ORC. Dobór podstawowych parametrów termodynamicznych w obiegu ORC. Podstawowe elementy konstrukcyjne mikrosiłowni [wytwornica pary, turbina, rozprężarka śrubowa, skraplacz, zbiornik ciekłego czynnika roboczego, pompa czynnika roboczego]. Elektrownie i elektrociepłownie geotermalne. Zastosowanie mikrosiłowni w kotłach centralnego ogrzewania i podgrzewaczach centralnego ogrzewania i podgrzewaczach ciepłej wody użytkowej. Prof. dr hab. inż. Jan Taler Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

22 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Energetyka wiatrowa i wodna III W15; 1 pkt. WYKŁADY: Charakterystyki kinematyczne i energetyczne wiatru. Istota działania turbin wiatrowych. Charakterystyki turbin wiatrowych. Konwersja energii mechanicznej w elektryczną. Charakterystyka rozwiązań konstrukcyjnych turbin wiatrowych. Dynamiczny rozwój elektrowni wiatrowych w Polsce. Zasady przetwarzania energii wody. Turbiny wodne zasady działania, rodzaje i charakterystyki turbin wodnych oraz ich sprawność. Zapobieganie kawitacji w turbinach wodnych. Rodzaje elektrowni wodnych. Sprawność elektrowni wodnych. Rozwiązania elektrowni wodnych budowle hydrotechniczne, elementy elektrowni wodnych i urządzenia mechaniczne. Elektrownie wodne przepływowe, zbiornikowe i pompowe funkcje w systemie elektroenergetycznym kraju. Schematy, wyposażenie elektryczne i automatyka elektrowni wodnych. Przegląd elektrowni wodnych w kraju i zagranicą (podstawowe konfiguracje i parametry). Oddziaływanie elektrowni wodnych na środowisko. Energia wód morskich i oceanicznych (falowanie, prądy morskie, pływy). Konwersja energii cieplnej wód oceanicznych obiegi OTEC. Dr inż. Tomasz Sobota Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

23 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Energetyka geotermalna III W15; 1 pkt. WYKŁADY: Zasoby energii geotermalnej. Sposoby pozyskiwania energii geotermalnej. Pole temperatury wody geotermalnej w systemach dwuotworowych. Ocena możliwości wykorzystania energii geotermalnej. Sposoby wykorzystania energii geotermalnej. Możliwości zwiększenia wykorzystania ciepła geotermalnego w instalacjach odbioru ciepła. Geotermiczna energia wód: powierzchniowych, gruntowych i głębinowych. Pole temperatury gruntowych wymienników ciepła. Możliwość pozyskania energii geotermicznej za pomoca głębokich pionowych sond ciepła. Istniejące ciepłownie geotermalne w Polsce. Planowane instalacje geotermalne. Dr inż. Sławomir Grądziel Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

24 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Produkcja i zastosowanie biopaliw III W15, L15; 3 pkt. WYKŁADY:. Paliwa alternatywne dla silników spalinowych. Własności fizykochemiczne paliw alternatywnych: oleje roślinne, estry metylowe i etylowe olejów roślinnych, oleje pochodzenia zwierzęcego, biomasa, paliwa węglowodorowe z tworzyw sztucznych (recykling PET), alkohol etylowy, alkohol metylowy, paliwa węglowodorowe z makulatury, paliwa syntetyczne, LPG, CNG, wodór, DME (Dimethyl Ether). Przepisy prawne Unii Europejskiej odnośnie stosowania paliw alternatywnych. Paliwa alternatywne I i II generacji. Technologie wytwarzania paliw alternatywnych: surowce, wydajność, sprawność, bilans energetyczny procesów produkcyjnych, produkty uboczne, potencjał produkcyjny Polski. Wpływ paliw alternatywnych na parametry energetyczne i ekologiczne silnika. Koncepcje zmian parametrów konstrukcyjnych i regulacyjnych silników dla różnych paliw alternatywnych. Wymagania stawiane środkom post-procesowym (konwertory katalityczne, filtry cząstek stałych, etc.) dla silników zasilanych paliwami alternatywnymi. Emulsje wodno-paliwowe dla paliw alternatywnych. Paliwa alternatywne dla jednostek stacjonarnych (np. elektrociepłownie). LABORATORIA: Pomiar i analiza charakterystyki prędkościowej silnika wysokoprężnego zasilanego: olejem napędowym, estrami metylowymi oleju rzepakowego (RME) i naturalnym olejem rzepakowym. Pomiar i analiza charakterystyki obciążeniowej silnika wysokoprężnego zasilanego: olejem napędowym, estrami metylowymi oleju rzepakowego (RME) i naturalnym olejem rzepakowym. Pomiar i analiza wpływu konwertora katalitycznego silnika wysokoprężnego zasilanego: olejem napędowym, estrami metylowymi oleju rzepakowego (RME) i naturalnym olejem rzepakowym. Wpływ początku wtrysku oleju napędowego i oleju rzepakowego na parametry energetyczne, toksyczność spalin oraz prędkość wywiązywania się ciepła. Wpływ stosowania LPG na parametry silnika z zapłonem iskrowym. Wpływ stosowania CNG na parametry silnika z zapłonem iskrowym. Dr inż. Jerzy Cisek Instytut Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych (M-4)

25 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Kolektory słoneczne i fotoogniwa III W15; 1 pkt. WYKŁADY: Słońce i promieniowanie słoneczne. Potencjał promieniowania słonecznego w Polsce. Szacowanie energii promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni dowolnie usytuowanej. Płaskie kolektory cieczowe. Kolektory powietrzne. Kolektory skupiające. Kolektory próżniowe. Wprowadzenie na temat ogniw fotowoltaicznych. Charakterystyki ogniw fotowoltaicznych. Sprawność fotoogniw. Moduły ogniw słonecznych. Zastosowanie ogniw fotowoltaicznych. Dr hab. inż. Wiesław Zima Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

26 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Niskoenergetyczne instalacje grzewcze i elektryczne w budownictwie III W15; 2 pkt. WYKŁADY: Podstawowe informacje dotyczące niskoenergetycznych źródeł ciepła. Rodzaje energii w ocenie budynków. Zapotrzebowanie na energię cieplną w ogrzewnictwie. Projektowanie i budowa w świetle nowych przepisów. Wymagania dotyczące budynku energooszczędnego. Budownictwo niskoenergetyczne i pasywne. Elementy wpływające na właściwości energetyczne budynku. Zmiany standardów energetycznych w budownictwie. Bilanse energetyczne budynków. Oszczędne gospodarowanie energią. Ogrzewanie niskotemperaturowe. Technika kondensacyjna w ogrzewnictwie. Małe elektrociepłownie blokowe. Nowoczesne izolacje w budownictwie energooszczędnym. Kompaktowe urządzenie grzewczo-wentylacyjne. Odzysk ciepła. Dr hab. inż. Stanisław Łopata, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

27 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Energetyka jądrowa (wybieralny) II W15; 1 pkt. WYKŁADY: Źródła paliw jądrowych oraz zasoby światowe. Wzbogacanie i produkcja paliwa jądrowego. Podstawy fizyki reaktorów jądrowych. Reaktywność i regulacja mocy reaktora. Reaktory energetyczne: lekko-wodne, ciężko-wodne, gazowe i ciekło-metaliczne. Elektrownie z ciśnieniowymi reaktorami wodnymi (PWR). Elektrownie reaktorami wrzącą wodą (BWR). Elektrownie z reaktorami gazowymi i wysokotemperaturowymi. Wytwornice pary. Turbiny parowe w elektrowniach jądrowych. Stacje redukcyjno-schładzające, rurociągi i armatura. Układy cieplne elektrowni jądrowych. Bezpieczeństwo elektrowni jądrowych. Składowanie i zarządzanie odpadami radioaktywnymi. Prof. dr hab. inż. Jan Taler Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

28 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Współspalanie paliw (wybieralny) II W15; 1 pkt. WYKŁADY: Technologie i urządzenia do spalania i współspalania biomasy z innymi paliwami. Układy parowo-gazowe zintegrowane ze zgazowaniem biomasy. Instalacje do współspalania biomasy w dużych kotłach energetycznych. Układy jedno i wielopaliwowe ze spalaniem zewnętrznym biomasy. Problemy eksploatacyjne związane ze wspóspalaniem biomasy z pyłem węglowym w kotłach energetycznych dużej mocy. Elektrociepłownie gazowo-parowe zintegrowane ze zgazowaniem biomasy i odpadów. Dr hab. inż. Bohdan Węglowski, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

29 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Eksploatacja elektrowni (wybieralny) II W15, C15; 2 pkt. WYKŁADY:. Przemiany energetyczne. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej. Zadania produkcyjne elektrowni. Charakterystyki eksploatacyjne elektrowni systemowych. Metody i wskaźniki oceny efektywności eksploatacji układów. Systemy monitorujące pracę bloków energetycznych i diagnozujące warunki eksploatacyjne układów i urządzeń pracujących w temperaturach pełzania, obciążane niskocyklicznymi zmianami naprężeń cieplnych i od ciśnienia. System elektroenergetyczny. Zadania, organizacja eksploatacji i zarządzania systemu elektroenergetycznego elektrowni. Praca elektrowni w System Operatywnej Współpracy z Elektrowniami (SOWE). Praca elektrowni szczytowych, elektrowni pompowych, elektrowni wiatrowych, wodnych o gazowych w systemie elektroenergetycznym. Zadania elektrowni jądrowych. ĆWICZENIA: Koszty budowy elektrowni. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach konwencjonalnych i wykorzystujących odnawialne źródła energii. Koszty wytwarzania energii elektrycznej. Obliczanie sprawności bloków energetycznych. Kryterialne elementy bloku energetycznego Obliczanie stopnia zużycia ciśnieniowych elementów od pełzania i zniszczenia niskocyklowego. Podstawy projektowania gazowych układów kogeneracyjnych. Analiza techniczno-ekonomicznej wybranych układów kogeneracyjnych. Dr hab. inż. Bohdan Węglowski, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

30 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Energetyka gazowa (wybieralny) II W15, C15; 2 pkt. WYKŁADY: Podział turbin gazowych. Podstawowe elementy turbin gazowych. Obiegi elektrowni gazowych: odwracalne (obieg Barytona-Joula, elektrownie gazowe z rekuperacyjnym podgrzewaniem powietrza, elektrownie gazowe z przegrzewem, obiegi z chłodzeniem międzystopniowym) nieodwracalne. Podstawowe elementy elektrowni gazowych. Zwiększanie sprawności elektrowni z turbinami gazowymi. Technologia STIG. Obliczenia sprawności elektrowni z turbinami gazowymi. Bezpośrednie usuwanie CO 2. Układy gazowo-parowe: typy, zasada działania, podstawowe parametry. Kotły odzysknicowe rodzaje, budowa i parametry. Kogeneracyjne wytwarzane energii elektrycznej i cieplnej. ĆWICZENIA: Obliczenia sprawności cieplnej obiegu Barytona-Joula. Sprawność izentropowa turbiny gazowej. Sprawność elektrowni gazowych i gazowo-parowych. Analiza procesu spalania paliw gazowych. Dr inż. Tomasz Sobota Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9).

31 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Systemy multimedialne w energetyce (wybieralny) II W15, L15; 2 pkt. WYKŁADY:. Podstawowe pojęcia i zadania techniki multimedialnej w energetyce. Schematy cieplne w energetyce zawodowej i grzewczej oraz parametry pracy. Profilaktyka i diagnostyka techniczna w energetyce. Systemy SCADA: wizualizacji, nadzoru, monitorowania i sterowania w technice. Funkcje systemów SCADA i ich struktura sprzętowa, struktura oprogramowania, platforma systemowa, komunikacja i zabezpieczenia. Ekran aplikacji wizualizacyjnej. Systemy multimedialne SCADA w energetyce. Komputerowy system nadzoru pracy kotła i turbozespołu. System ciągłej obserwacji stopnia zużycia trwałości materiału elementów ciśnieniowych. Zintegrowany system kontroli jakości wody. Komputerowa sieć kontroli emisji zanieczyszczeń w elektrowni. LABORATORIA: Badania przeponowego wymiennika ciepła z wykorzystaniem techniki multimedialnej. Badania stanu technicznego urządzeń za pomocą wideoendoskopu. Zastosowanie kamery termowizyjnej w badaniach urządzeń energetycznych. Monitorowanie pracy grubościennych elementów kotłów energetycznych. Kontrola multimedialna produkcji energii elektrycznej i cieplnej prezentacja systemu nadzoru pracy turbozespołu w siłowni cieplnej. Monitorowanie procesów cieplnych w kotłowych podgrzewaczach powietrza. Dr hab. inż. Stanisław Łopata, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

32 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Monitorowanie maszyn i urządzeń energetycznych (wybieralny) II W15, L15; 2 pkt. WYKŁADY: Proces technologiczny elektrowni parowej. Rozruch kotłów parowych i turbin. Podstawowe parametry rozruchowe kotła i turbiny. Kryteria i dopuszczalne parametry rozruchowe kotła, charakterystyczne przebiegi nagrzewania i ochładzania grubościennych ciśnieniowych elementów bloków energetycznych. Metody badań i kontroli warunków uruchamiania kotłów. Bloki ograniczeń termicznych kotłów i turbin. Monitorowanie zużycia ciśnieniowych elementów kryterialnych bloków energetycznych w warunkach pełzania i zniszczenia niskocyklowego. Monitorowanie warunków pracy ścian komór paleniskowych kotłów, wpływu zanieczyszczeń na zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni rur ekranowych na obciążenia cieplne ścian komór paleniskowych kotłów energetycznych. Nadzorowanie pracy urządzeń pomocniczych. LABORATORIA: Monitorowanie pracy modelu walczaka kotła energetycznego, pomiar temperatury i odkształceń za pomocą pomiarów tensometrycznych z wykorzystaniem komputerowego układu do zbierania danych, wyznaczanie naprężeń cieplnych. Monitorowanie naprężeń w nagrzewanym modelu połączenia walczak-rura opadowa. Monitorowanie pracy kotła energetycznego. Pomiar gęstości strumieni ciepła. Dr hab. inż. Bohdan Węglowski, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

33 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Pompy, turbiny wodne i wentylatory (wybieralny) II W15, C15; 2 pkt. WYKŁADY:. Budowa i podział pomp. Współpraca pomp z siecią. Układy pompowe w elektrowniach. Pompy wody zasilającej, pompy wody chłodzącej, pompy do skroplin. Wentylatory kotłowe podział, rozwiązania konstrukcyjne, parametry pracy, charakterystyki. Chłodnie kominowe i wentylatorowe. Budowa, zasada działania, rodzaje i charakterystyki turbin wodnych. ĆWICZENIA: Obliczanie instalacji pompowej, charakterystyki rurociągów, dobór pompy, wyznaczenie punktu pracy, obliczanie nadwyżki antykawitacyjnej dla pomp pracujących w układach pompowych w elektrowniach. Obliczanie wentylatorów, współpraca wentylatorów z siecią, dobór wentylatorów. MEW-założenia projektowe. Obliczenia turbozespołów i dobór turbin wodnych. Dr hab. inż. Bohdan Węglowski, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

34 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Turbiny cieplne (wybieralny) II W15, C15; 2 pkt. WYKŁADY:. Zasada działania i budowa turbin parowych. Podstawy konstrukcji i obliczeń elementów turbin parowych. Sprawności turbiny parowej. Regulacja prędkości obrotowej i zabezpieczenia turbin. Charakterystyki turbin parowych. Zagadnienia eksploatacji turbin parowych. Zasada działania i budowa turbin gazowych. Układy turbin gazowych. Elementy turbin gazowych: komory spalania, systemy chłodzenia. Właściwości i zastosowanie turbin gazowych. ĆWICZENIA: Przepływ pary i obliczanie wymiarów przyrządów rozprężnych turbin. Bilanse cieplne turbin: parowej i gazowej. Obliczenia wytrzymałościowe elementów turbin. Obliczenia cieplne kondensatorów turbin parowych. Dr hab. inż. Stanisław Łopata, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

35 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Modelowanie pracy niskotemperaturowej instalacji solarnej (wybieralny) II W15, L15; 2 pkt. WYKŁADY: Bilans energii kolektora płaskiego. Promieniowanie pochłonięte przez absorber oraz chwilowa moc użytkowa kolektora. Efektywność absorbera w różnych rozwiązaniach kolektorów powietrznych. Modelowanie numeryczne rozkładu temperatury czynnika w kolektorze. Magazynowanie energii w słonecznych instalacjach energetycznych. Wodne zbiorniki magazynujące. Stratyfikacja termiczna w zbiornikach akumulacyjnych. Słoneczne instalacje do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Instalacje grzewcze wspomagane kolektorami słonecznymi. LABORATORIUM: Wyznaczanie sprawności i podstawowych charakterystyk płaskiego kolektora cieczowego. Dr hab. inż. Wiesław Zima Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

36 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Ekologiczne pojazdy lądowe (wybieralny) II W15, L15; 2 pkt. WYKŁADY: Rola i znaczenie pojazdów we współczesnym świecie w aspekcie ich oddziaływania na środowisko naturalne. Normy i metody badań emisji toksycznych związków w spalinach silnikowych: homologacyjne normy toksyczności spalin dla pojazdów. Normy i metody pomiarowe toksyczności spalin stosowane przy okresowym badaniu technicznym pojazdów i silników. Problemy hałasu, drgań i ciepła emitowanych przez pojazdy. Degradacja, części pojazdów i materiałów eksploatacyjnych, recykling. Sposób eksploatacji pojazdów w aspekcie obciążenia środowiska naturalnego. Mechanizm tworzenia smogu londyńskiego i kalifornijskiego. Sposoby ograniczania emisji toksycznych związków spalin. Budowa i działanie reaktorów katalitycznych. Pojazdy hybrydowe. Pojazdy zasilane paliwami alternatywnymi. Pojazdy napędzane ogniwami paliwowymi. LABORATORIUM: Pomiar stężenia podstawowych składników toksycznych spalin przed i za reaktorem katalitycznym w silniku 170A1. Pomiar zadymienia spalin wg regulaminu ECE15 R24. Pomiaru emisji cząstek stałych w spalinach silników ZS. Pomiar stężenia toksycznych składników spalin zgodnie z wymaganiami kontrolnych badań pojazdów. Pomiar stężenia podstawowych składników toksycznych w spalinach pojazdu zasilanego gazem ziemnym Dr hab. inż. Marek Brzeżański Instytut Pojazdów Samochodowych i Silników Spalinowych (M-4)

37 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Projektowanie kotłów na biomasę (wybieralny) II W15, P15; 2 pkt. WYKŁADY: Ogólna klasyfikacja kotłów. Zasada działania i budowa kotłów na paliwa stałe. Analiza spalin. Wyznaczanie mocy i sprawność kotła grzewczego. Wyznaczanie temperatury punktu rosy różnych paliw. Paliwa wykorzystywane w technice grzewczej. Kotły grzewcze konwencjonalne oraz technika kondensacyjna i kotły kondensacyjne podział, cechy, budowa, charakterystyki pracy. Paleniska i palniki kotłów grzewczych. Przepływ czynników roboczych w kotłach grzewczych zagrożenia i zapobieganie im. Obliczanie cieplne kotłów grzewczych. Wyposażenie i aparatura regulacyjno zabezpieczająca. PROJEKTY: Dobór kotła. Dobór systemu doprowadzenia paliwa. Dobór systemy sterowania i automatyki. Dobór osprzętu systemu kotłowego. Dr inż. Sławomir Grądziel Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

38 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Kotły i wymienniki ciepła (wybieralny) II W15, P15; 2 pkt. WYKŁADY: Ogólna klasyfikacja kotłów. Zasada działania i budowa kotła parowego i wodnego. Instalacje kotłowe. Konstrukcja palników pyłowych i olejowych. Spalanie w kotłach ze złożem fluidalnym. Młyny i instalacje młynowe. Podział kotłów energetycznych. Kotły na parametry nadkrytyczne. Parownik kotła: walczak, rury opadowe, ekrany. Struktura przepływu mieszaniny parowo wodnej w pionowym kanale rurowym. Przegrzewacze. Sposoby regulacji temperatury pary przegrzanej. Podgrzewacze wody. Podgrzewacze powietrza. Przykłady kotłów odzyskowych. Ogólne informacje o wymiennikach ciepła - podział, podstawowe konstrukcje. Bilans cieplny wymiennika. Średnia logarytmiczna różnica temperatur. PROJEKTY: Obliczenia wytrzymałościowe elementów grubościennych. Obliczanie komory paleniskowej metodą strefową. Obliczanie konturu cyrkulacyjnego z naturalnym obiegiem wody. Dr inż. Sławomir Grądziel Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

39 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Podstawy audytu energetycznego (wybieralny) II W15, P15; 2 pkt. WYKŁADY: Termomodernizacja i audyt termomodernizacyjny. Podstawy prawne w zakresie audytu energetycznego. Metodologia wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku. Nowoczesne izolacje w budownictwie. Metody badań strat ciepła budynku z wykorzystaniem kamery termowizyjnej. Wyznaczanie optymalnego wariantu przedsięwzięcia termomodernizacyjnego. Ocena opłacalności i wyboru usprawnień termomodernizacyjnych. PROJEKT: Audyt energetyczny budynku. Dr hab. inż. Stanisław Łopata, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

40 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Projektowanie ogrzewań płaszczyznowych (wybieralny) II W15, P15; 2 pkt. WYKŁAD: Obliczanie projektowego obciążenia cieplnego wg PN-EN 12831:2006. Parametry pracy i podstawowe układy rur w ogrzewaniu podłogowym. Konstrukcje grzejników (stropów grzejnych) w wodnych ogrzewaniach podłogowych. Obliczanie strat ciśnienia, rozdzielacze i równoważenie hydrauliczne obiegów grzewczych. Regulacja hydrauliczna instalacji ogrzewania podłogowego. Łączenie ogrzewania podłogowego i grzejnikowego w jednym systemie. Obliczenia cieplno-przepływowe ogrzewań podłogowych ze strefą brzegową. Ogrzewanie podłogowe elektryczne. PROJEKT:. Wykonanie projektu ogrzewania podłogowego dla wybranego pomieszczenia z wykorzystaniem komputerowych pakietów obliczeniowych. Wykonanie obliczeń sprawdzających metodą trapezów. Dr hab. inż. Wiesław Zima Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

41 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Rozproszone źródła ciepła (wybieralny) II P15; 1 pkt. PROJEKTY: Rozproszone źródła energii w systemie elektroenergetycznym. Przyłączenie źródeł rozproszonych do sieci. Akumulacja energii. Elektrownie wiatrowe. Elektrownie geotermalne. Projekt elektrociepłowni geotermalnej. Projekt mikrosiłowni wykorzystującej ciepło spalin wylotowych z kotła centralnego ogrzewania. Projekt przyłączenia i współpracy elektrowni wiatrowej z systemem elektroenergetycznym. Prof. dr hab. inż. Jan Taler Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

42 SPECJALNOŚĆ: Energetyka odnawialna Modelowanie CFD elementów instalacji energetycznych (wybieralny) II P15; 1 pkt. PROJEKTY: Modelowanie rozkładu prędkości, ciśnień i temperatury w wybranym urządzeniu energetycznym za pomocą programu FLUENT lub CFX. Symulacja zjawisk ustalonych i nieustalonych zachodzących w wybranym urządzeniu energetycznym. Dr hab. inż. Piotr Duda, prof. PK Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych (M-9)

43 KLIMATYZACJA, WENTYLACJA I OCHRONA POWIETRZA KIERUNEK: SPECJALNOŚĆ: Klimatyzacja, wentylacja i ochrona powietrza Urządzenia klimatyzacyjne E II - W15, C15; 3 pkt. WYKŁADY: Powietrze wilgotne: sposoby wyznaczania właściwości obliczanie, pomiary. Wykres i-x dla powietrza wilgotnego: wersja Moliera i Carriera. Komfort cieplny, parametry powietrza w pomieszczeniu, parametry obliczeniowe dla powietrza zewnętrznego. Ilość powietrza dostarczanego, organizacja ruchu powietrza w obiekcie klimatyzowanym. Parametry powietrza na wlocie do pomieszczenia, źródła obciążenia cieplnego. Procesy uzdatniania powietrza. Konstrukcja, zasady doboru nagrzewnic i chłodnic powietrza. Komory zraszania. Urządzenia nawilżające wyparne, nawilżacze parowe i ultradźwiękowe. Odzysk ciepła w klimatyzacji: recyrkulacja, rekuperacja, regeneracja, systemy z czynnikiem pośredniczącym. ĆWICZENIA: Obliczanie parametrów powietrza wilgotnego, obliczanie zmiany parametrów powietrza w procesach nagrzewania, chłodzenia, osuszania i nawilżania. Posługiwanie się wykresem i-x Moliera. Projektowanie procesów na wykresie i-x. Dr inż. Marek Litwin Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej (M-5)

44 SPECJALNOŚĆ: Klimatyzacja, wentylacja i ochrona powietrza Projektowanie instalacji wentylacyjnych II - W15, P15; 2 pkt. WYKŁADY: Podstawowe wiadomości o wentylacji. Zanieczyszczenia powietrza wewnętrznego i zewnętrznego. Urządzenia do oczyszczania powietrza. Odciągi miejscowe i kurtyny powietrzne. Wentylatory i systemy rozdziału powietrza. Wentylacja pomieszczeń mieszkalnych, kuchni i toalet. Wprowadzenie do wentylacji obiektów. Wentylacja pomieszczeń mieszkalnych w budownictwie wielo i jednorodzinnym. Wentylacja pomieszczeń biurowych, sklepów wielko-powierzchniowych. Czyszczenie przewodów wentylacyjnych. PROJEKTY: Projekt systemu wentylacyjnego domku jednorodzinnego lub systemu wentylacyjnego biurowca. Dr inż. Łukasz Mika Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej (M-5)

45 SPECJALNOŚĆ: Klimatyzacja, wentylacja i ochrona powietrza Automatyka systemów klimatyzacyjnych i wentylacyjnych II - W15, L15; 2 pkt. WYKŁADY: Problemy regulacyjne urządzeń chłodniczych stosowanych w technice klimatyzacyjnej. Elementy pomiarowe, wykonawcze i napędowe stosowane w układach automatycznej regulacji w klimatyzacji i wentylacji. Sposoby regulacji temperatury w obiektach klimatyzowanych z chłodzeniem bezpośrednim i pośrednim. Sposoby regulacji wilgotności w obiektach klimatyzowanych. Sposoby automatycznej regulacji wydajności sprężarek, pomp, wentylatorów. Układy sterowania w scentralizowanych systemach klimatyzacji. Układy sterowania w systemach ze zmiennym strumieniem powietrza (VAV). Elektroniczne systemy sterowania stosowane w eksploatacji systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. LABORATORIA: Kryteria doboru elementów automatyki. Analiza elementów regulacyjnych w systemie grzewczym dobór automatyki. Analiza elementów regulacyjnych sprężarkowego obiegu chłodniczego dobór automatyki chłodniczej. Analiza elementów regulacyjnych systemu klimatyzacyjnego dobór automatyki. Elektroniczne systemy sterowania obiektów chłodzonych. Analiza systemu sterowania układów odzysku ciepła skraplania do celów grzewczych w systemach wentylacyjno-grzewczych. Dr hab. inż. Beata Niezgoda-Żelasko Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej (M-5)