Rok akademicki: 2015/2016 Kod: SEN s Punkty ECTS: 8. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Maszyny i urządzenia energetyczne Rok akademicki: 2015/2016 Kod: SEN s Punkty ECTS: 8 Wydział: Energetyki i Paliw Kierunek: Energetyka Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 5 Strona www: Osoba odpowiedzialna: prof. nadzw. dr hab. inż. Górski Jan (jagorski@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: prof. nadzw. dr hab. inż. Górski Jan (jagorski@agh.edu.pl) mgr inż. Siwek Tomasz (siwek@agh.edu.pl) mgr inż. Kalawa Wojciech (kalawa@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Student dysponuje wiedzą w zakresie typowych urządzeń energetyki cieplnej, obejmującej układy i urządzenia cieplnej, a w szczególności ma ugruntowaną wiedzę dotyczącą kryteriów doboru alternatywnego czynnika obiegowego EN1A_W07, EN1A_W02 Kolokwium M_W002 Student potrafi zastosować właściwe metody termodynamiki technicznej do modelowania procesów oraz maszyn i obiegów cieplnych EN1A_W07, EN1A_W01 Kolokwium Umiejętności M_U001 - wyjaśnić przeznaczenie, budowę i zasadę działania typowych maszyn, urządzeń i instalacji w siłowni cieplnej; - określić wskaźniki efektywności energetycznej tych maszyn i urządzeń cieplnych i dokonać ich doboru EN1A_U02, EN1A_U05, EN1A_U16 Kolokwium, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych 1 / 6

2 M_U002 - opracować model i przeprowadzić symulację pracy maszyn i silników cieplnych, a także określić ich wskaźniki użytkowe; - praktycznie posługiwać się oprogramowaniem do symulacji typowych obiegów i maszyn cieplnych EN1A_U02, EN1A_U05, EN1A_U16, EN1A_U09 Kolokwium Kompetencje społeczne M_K001 Student rozumie potrzebę podnoszenia swoich kompetencji rozwiązując problemy techniczne EN1A_K01 Wykonanie ćwiczeń, Zaangażowanie w pracę zespołu M_K002 Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty. EN1A_K05, EN1A_K02 Udział w dyskusji Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 Student dysponuje wiedzą w zakresie typowych urządzeń energetyki cieplnej, obejmującej układy i urządzenia cieplnej, a w szczególności ma ugruntowaną wiedzę dotyczącą kryteriów doboru alternatywnego czynnika obiegowego Student potrafi zastosować właściwe metody termodynamiki technicznej do modelowania procesów oraz maszyn i obiegów cieplnych - wyjaśnić przeznaczenie, budowę i zasadę działania typowych maszyn, urządzeń i instalacji w siłowni cieplnej; - określić wskaźniki efektywności energetycznej tych maszyn i urządzeń cieplnych i dokonać ich doboru 2 / 6

3 M_U002 - opracować model i przeprowadzić symulację pracy maszyn i silników cieplnych, a także określić ich wskaźniki użytkowe; - praktycznie posługiwać się oprogramowaniem do symulacji typowych obiegów i maszyn cieplnych Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 Student rozumie potrzebę podnoszenia swoich kompetencji rozwiązując problemy techniczne Student angażuje się w dyskusję w grupie, jak również z prowadzącym, i potrafi dobrze sformułować swoje argumenty Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład 1. Podstawowe elementy układu elektrowni i elektrociepłowni węglowej. 2. Kotły, skraplacze i regeneratory typy, budowa i przeznaczenie. 3. Elementy systemu transportu i przygotowania paliwa w elektrowni. 4. Urządzenia i systemy oczyszczania spalin w elektrowni węglowej. 5. Elementy i urządzenia do przygotowania wody kotłowej. 6. Instalacje i urządzenia w obiegu wody chłodzącej w elektrowni. 7. Pompy i wentylatory w instalacjach i systemach energetyki. 8. Turbiny parowe działanie, konstrukcja i charakterystyki eksploatacyjne. 9. Stacjonarne turbiny gazowe budowa i zastosowania w energetyce. 10. Silniki spalinowe charakterystyka i wykorzystanie w małej energetyce. 11. Pompy ciepła i ziębiarki działanie, budowa i zastosowania. 12. Układy ORC i ich zastosowania w lokalnych systemach poligeneracji. 13. Turbiny wiatrowe i wodne w energetyce rozproszonej i zawodowej. 14. Systemy i urządzenia do magazynowania energii i odzysku ciepła. 15. Sieci cieplne i elementy instalacji dystrybucji ciepła. Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia Laboratoryjne w Laboratorium Maszyn Cieplnych i Przepływowych KMCiP 1. Badanie wentylatorów przemysłowych i ich układów pracy. 2. Badanie pomp wirowych i ich układów pracy. 3. Badanie akcyjnej turbiny wodnej turbina Peltona. 4. Badanie reakcyjnej turbiny wodnej turbina Francisa. 5. Badanie turbiny gazowej w układzie turbiny mocy. 6. Badanie turbiny gazowej w układzie silnika turboodrzutowego. 7. Badanie wymienników ciepła intensyfikacja wymiany ciepła 8. Badanie parametrów pracy pompy ciepła typu powietrze-woda 9. Badanie parametrów pracy urządzenia ziębniczego 3 / 6

4 Ćwiczenia audytoryjne Zagadnienia problemowe i zadania tekstowe analiza i dobór podstawowych układów, maszyn i urządzeń cieplnych z użyciem schematów, tablic i wykresów właściwości czynników termodynamicznych, a także prostych procedur komputerowych (Excel, TESTtherm): Określanie parametrów i wskaźników efektywności dla typowego układu siłowni cieplnej (2 h) - student potrafi objaśnić schemat siłowni, przedstawić jej obieg cieplny oraz wyznaczyć istotne parametry czynnika roboczego i wskaźniki charakteryzujące sprawność konwersji energii w poszczególnych przemianach i elementach układu - student potrafi zastosować odpowiedni model matematyczny opisujący stan czynnika oraz sposób określania jego właściwości w odniesieniu do jednostki ilości i składu substancji Bilansowanie kotła parowego, skraplacza i regeneratora ciepła (5 h) - student potrafi zapisać równania bilansu masy i energii dla głównych sekcji kotła energetycznego, kotła odzyskowego lub kotła grzewczego oraz skraplacza pary i regeneratora Urządzenia pomocnicze pompy, sprężarki, wentylatory (2 h) - student potrafi określić warunki doboru pomp w instalacji obiegu wody kotłowej lub chłodzącej, a także wentylatorów lub dmuchaw w układzie powietrza i spalin - student potrafi podać zasadę działania oraz charakterystykę pompy lub wentylatora i dobrać to urządzenie do pracy w wybranej instalacji z uwzględnieniem sposobu regulacji jego wydajności Turbiny parowe (5 h) - student potrafi omówić zasadę działania, proces ekspansji dla określonej reakcyjności turbiny oraz przedstawić schematy turbiny parowej kondensacyjnej i upustowej z uwzględnieniem jej sposobu zasilania oraz wpływu parametrów pary na budowę i charakterystykę eksploatacyjną Turbiny i siłownie gazowe (4 h) - student potrafi omówić zasadę działania oraz przedstawić model stacjonarnej turbiny gazowej z uwzględnieniem wpływu regeneracji ciepła oraz składu i temperatury gazów na wskaźniki obiegu Turbiny wodne i wiatrowe (2h) - student potrafi objaśnić zasadę pracy i wskazać zasadnicze różnice pomiędzy turbiną wodną Peltona, Francisa i Kaplana, a także podać istotne parametry charakteryzujące turbinę wiatrową typu HAWT i VAWT Urządzenia pomocnicze systemy oczyszczania spalin i przygotowania wody kotłowej (2 h) - student umie objaśnić zasadę działania oraz budowę urządzeń do oczyszczania spalin, w tym usuwania pyłów i odsiarczania spalin - student potrafi objaśnić cel, technologie i urządzenia do przygotowania wody kotłowej, w tym sposoby jej odgazowania i demineralizacji Silniki spalania wewnętrznego i zewnętrznego (2 h) - student potrafi objaśnić działanie silnika spalinowego z uwzględnieniem rodzaju 4 / 6

5 paliwa, wpływu systemu zasilania oraz strat na wskaźniki użytkowe, w tym pracę w układzie kogeneracji Pompy ciepła i urządzenia ziębnicze (2h) - student potrafi dobrać i podać charakterystykę czynnika do obiegu ziębiarki i pompy ciepła oraz wybrać urządzenie o określonym zastosowaniu i założonych parametrach użytkowych Systemy ORC (2 h) - student umie opisać i zamodelować układ ORC przy wykorzystaniu tablic, wykresów oraz dostępnych pakietów programowych Odzysk, przesyłanie i magazynowanie ciepła (2 h) - student potrafi wykonać podstawowe obliczenia oraz przeprowadzić dobór głównych sekcji kotła odzyskowego lub wymiennika regeneracyjnego z uwzględnieniem kryterium pinch point - student umie wyjaśnić cel i zasady magazynowania ciepła z uzasadnieniem doboru medium oraz sposobu wykorzystania przemian fazowych w procesach wymiany ciepła - student zna podstawowe zasady przesyłania ciepła sieciowego oraz metody transformacji i regulacji parametrów nośnika ciepła. Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa określana jest na podstawie 2 kolokwiów i aktywności w trakcie ćwiczeń audytoryjnych, zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych (L) oraz oceny z egzaminu (E) i uczestnictwa w wykładach (W). Jej wartość liczbowa obliczana jest następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona powyższych ocen: OK = 0,3 C + 0,3 L + w 0,4 E +0,1 U w = 1 dla I i II terminu, w = 0,9 dla III terminu; 0 U 5. Wymagania wstępne i dodatkowe Wymagana znajomość podstaw termodynamiki technicznej. Podstawowa znajomość technik komputerowych. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Gnutek Z., Kordylewski W.: Maszynoznawstwo energetyczne, Oficyna Wyd. Pol. Wrocławskiej, Chmielniak T.: Technologie energetyczne. Wyd. Pol. Ślaskiej, Gliwice, Marecki J.: Podstawy przemian energetycznych. WNT, Warszawa, Gutkowski K. Chłodnictwo i klimatyzacja, WNT, Warszawa, Rubik M.: Pompy ciepła. Poradnik, Wyd. Instal, Warszawa, Szargut J.: Termodynamika techniczna, Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice, Hobler T.: Ruch ciepła i wymienniki, WNT, Warszawa, Energy and Power, Mechanical Engineers Handbook, Third Edition, (Ed. by M. Kutz), Wiley, 2006 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak 5 / 6

6 Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Przygotowanie do zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 30 godz 65 godz 30 godz 65 godz 30 godz 220 godz 8 ECTS 6 / 6