PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Transkrypt

1 Nazwa przedmiotu: Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy na specjalności: Inżynieria cieplna i samochodowa Rodzaj zajęć: wykład, ćwiczenia, laboratorium, seminarium I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1 Zapoznanie studentów z warunkami realizacji i przebiegu procesu spalania stałych paliw energetycznych.. 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 1. Wiedza z zakresu chemii ogólnej, termodynamiki i analizy matematycznej. 2. Umiejętność rozwiązywania podstawowych problemów z zakresu chemii oraz termodynamiki. 3. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji. 4. Umiejętności pracy samodzielnej oraz w grupie. 5. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 - posiada wiedzę teoretyczną z zakresu gospodarki paliwami stałymi oraz sposobami ich przygotowania, EK 2 - zna prawa stałych, Technologie stałych Technology of Fossil Fuel Combustion Forma studiów stacjonarne Poziom przedmiotu: I stopnia /tydzień: 2W, 1C, 1L, 1S EK 3 - zna ogólne zasady organizacji procesu spalania, EK 4 - potrafi wyznaczyć podstawowe parametry procesów spalania, EK 5 zna technologie wykorzystywane do stałych EK 6 - zna tendencje i kierunki rozwoju w zakresie technologii spalania, EK 7 - zna metody ograniczania szkodliwych emisji, Kod przedmiotu: S4_3-8 Rok: IV Semestr: VII punktów: 6 ECTS EK 8 - potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu realizacji ćwiczeń oraz prezentacje multimedialną na wybrany temat. 1

2 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY W 1 Historia przedmiotu. 1 W 2,3 Paliwo energetyczne. Skład paliw. Cieplne charakterystyki paliw. Pojęcie 2 paliwa umownego. Ciepło spalania i wartość opałowa. Wyznaczanie ciepła spalania. W 4 Oddziaływanie na środowisko naturalne. 1 W 5 Podstawowe regulacje prawne ochrony środowiska. 1 W 6 Bilans materialny procesu spalania. 1 W 7,8,9 Ogólne problemy teorii spalania. 3 W 10 Równowaga chemiczna i prawa działających mas. Zależność równowagi 1 chemicznej od temperatury. Przebieg reakcji chemicznej. W 11 Kinetyka chemicznych reakcji spalania. 1 W 12 Szybkość reakcji chemicznych. Zależność reakcji chemicznych od 1 temperatury. Wpływ ciśnienia na szybkość reakcji. W 13,14,15, Spalanie pojedynczego ziarna węgla. 3 W 16,17,18 Płomienie pyłu węglowego. 3 W 19,20 Przegląd podstawowych czystych technologii energetycznych opartych 2 na spalaniu paliw stałych. W 21,22 Ogólne wiadomości o procesie fluidyzacji. Podobieństwo warstwy 2 fluidalnej do cieczy. Zalety i wady fluidyzacji. Zastosowanie fluidyzacji Podstawowe cechy fluidyzacji niejednorodnej. W 23,24,25 Podstawowe parametry warstwy fluidalnej. Prędkości krytyczne 3 fluidyzacji. Sposoby wyznaczania prędkości początku fluidyzacji. Struktura pęcherzowych warstw fluidalnych: Fluidyzacja jednorodna. Warunki stabilności fluidyzacji jednorodnej. Fluidyzacja niejednorodna. W 26 Spalanie i gazyfikacja paliw stałych w warstwie fluidalnej: Technologiczne 1 zalety gazyfikacji i stałych w warstwie fluidalnej. Mechanizm i kinetyka stałych w warstwie fluidalnej. Spalanie odpadów w warstwie fluidalnej. W 27,28. Przegląd konstrukcji kotłów fluidyzacyjnych z warstwą pęcherzową i 2 cyrkulacyjną. Układy separacji ziaren materiału sypkiego od spalin. Wysokotemperaturowe oczyszczanie spalin. W 29,30 Fluidalne spalanie odpadów przemysłowych i komunalnych. Problemy oczyszczania spalin. Nowoczesne układy spalarni odpadów. Forma zajęć - ĆWICZENIA C 1,2 - Skład paliw. C 3,4 - Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza. C 5,6 - Ilość i skład spalin. C 7,8 - Teoretyczny udział [CO 2 i SO 2 ] w spalinach suchych. C 9,10 - Bilans pierwiastków w procesie spalania. C 11,12 - Obliczenia stosunku nadmiaru powietrza. C 13 - Wartość opałowa i entalpia spalania. C 14 - Bilans energii w procesach spalania. C 15 - Temperatura spalania. Forma zajęć LABORATORIUM L 1,2 Analiza składu paliwa 2 2 L 3 Oznaczanie wartości opałowej paliw stałych i gazowych 1 2

3 L 4 Badania kinetyki wydzielania się części lotnych 1 L 5,6 Badania kinetyki spalania odosobnionego ziarna węgla 2 L 7 Wyznaczanie normalnej prędkości gazowych 1 L 8 Stabilizacja płomienia 1 L 9,10 Analiza struktury płomieni kinetycznych i dyfuzyjnych 2 L 11 Rozkład temperatury w płomieniu gazowym 1 L 12 Spalanie paliw ciekłych na powierzchni swobodnej 1 L 13,14 Spalanie węgla w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej 2 L 15 Badanie emisji NO x w zależności od warunków i sposobu prowadzenia procesu spalania Forma zajęć SEMINARIUM 1 S 1,2 Destrukcyjne oddziaływanie procesów spalania na środowisko naturalne. 2 S 3,4 Nowe technologie energetyczne. 2 S 5 Modelowanie kinetyki procesu powstawania i destrukcji tlenków azotu. 1 S.6 Analiza doboru metod odsiarczania spalin. 1 S 7 Dobór sorbentów przy mokrej metodzie odsiarczania spalin kotłowych. 1 S 8,9 Możliwości ograniczania emisji CO 2. 2 S 10 Metody ograniczania emisji pyłów. 1 S 11 Wpływ temperatury, ciśnienia i stężenia na stałą równowagi chemicznej. 1 S 12,13 Dobór technologii termicznej utylizacji odpadów przemysłowych. 2 S 14,15 Energetyka odnawialnych źródeł energii. 2 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. ćwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z realizacji przebiegu ćwiczeń 3. stanowiska do ćwiczeń laboratoryjnych 4. instrukcje do wykonania ćwiczeń rachunkowych 5. ćwiczenia audytoryjne 6. prezentacja multimedialna, dyskusja SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F1. ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych F2. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń F3. ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania F4. ocena aktywności podczas zajęć P1. ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę*. ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu - egzamin *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych, 3

4 OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych Konsultacje z prowadzącym Średnia liczba na zrealizowanie aktywności 30W 15L 15C 15S 75h 58,5 h 9 h 2,5 h Suma 150 h 5 h SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS 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 laboratoryjnych i projektowych 6 ECTS 3,2 ECTS 1,66 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA Literatura w języku polskim Jarosiński J.: Techniki czystego spalania, WNT, Warszawa, 1996 Kordylewski W.: Spalanie i paliwa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, wyd.5, 2008 Kowalewicz A.: Podstawy procesów spalania, WNT, Warszawa, 2000 Szargut J.: Termodynamika techniczna, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2000 Bis Z.: Kotły fluidalne, teoria i praktyka. Monografia Nr 175 Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2010 Tomeczek J.: Spalanie węgla. Skrypt Politechniki Śląskiej, Literatura obcojęzyczna Basu ).m Fraser S.A.: Circulating fluidized bed boilers. Butterworth-Heinemann, USA 1991G Williams F.A.: Combustion Theory, Menlo Road. Benjamin 1985 Grace I.R.: Circulating fluidized Beds.Chapman &Hall, London, 1997 PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) 1.Dr inż. Piotr Pełka pelka@kkt.pcz.czest.pl 4

5 MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK2 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_W_D02 K_W_D17 K_W_D03 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny C1 W2,3,6 1 C1 W7-18 C1- L1-L15 1,2,3,4,5 F1 F2 F3 F4 EK3 K_W_D09 C1, W EK4 EK5 K_W_D09 K_U_D04 K_U_D03 K_U_D05 K_W_D06 K_W_D07 K_W_D13 K_W_D16 C1, W2,3,6-9 C1-C15 W ,4,5 F2 F4 1 EK6 EK7 EK8 K_W_D07 K_W_D16 K_W_D18 K_U_D04 K_U_D13 K_U_D03 K_U_D04 K_U_D05 K_U_D20 W19-30 S3,4,14,15 W4,5,13-30 S1-15 L1-15 S1-15 1,6 1,6 2,3,6 P1 P1 F1 F3 P1 5

6 II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia EK1, EK3 Student opanował wiedzę z zakresu stałych, potrafi swobodnie poruszać się w podanej tematyce Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 opanował podstawowej wiedzy z zakresu stałych Student częściowo opanował wiedzę z zakresu spalania paliw stałych Student opanował wiedzę z zakresu stałych, potrafi prawidłowo zdiagnozować i ocenić zjawiska spalania Student bardzo dobrze opanował wiedzę z zakresu materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł EK 2, EK3, EK5, EK6,EK7 Student posiada umiejętności stosowania wiedzy w rozwiązywaniu problemów związanych z projektowaniem i eksploatacją urządzeń procesu stalych oraz ograniczania emisji potrafi wyznaczyć podstawowych parametrów danego zjawiska, nawet z pomocą prowadzącego potrafi wykorzystać zdobytej wiedzy, zadania wynikające z realizacji ćwiczeń wykonuje z pomocą prowadzącego Student poprawnie wykorzystuje wiedzę oraz samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie realizacji ćwiczeń Student samodzielnie potrafi wykonać obliczenia podstawowych wielkości, potrafi dokonać oceny oraz uzasadnić trafność przyjętych założeń EK8 Student potrafi efektywnie prezentować i dyskutować wyniki własnych działań opracował sprawozdania/ potrafi zaprezentować wyników swoich badań Student wykonał sprawozdanie, prezentację z wykonanego ćwiczenia, ale nie potrafi dokonać interpretacji oraz analizy wyników badań Student rozwiązał zadany problem, potrafi prezentować wyniki swojej pracy oraz dokonuje ich analizy Student wykonał sprawozdanie, prezentację z wykonanego ćwiczenia, potrafi w sposób zrozumiały prezentować, oraz dyskutować osiągnięte wyniki III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE 1. Wszelkie informacje dla studentów kierunku Energetyka wraz z: - programem studiów, - prezentacjami do zajęć, - instrukcjami do ćwiczeń, - harmonogramem odbywania zajęć dostępne są na tablicy informacyjnej i na stronie internetowej. 2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć z danego przedmiotu. 6