Nazwa modułu: Procesy spalania Rok akademicki: 2014/2015 Kod: SEN-1-602-s Punkty ECTS: 5 Wydział: Energetyki i Paliw Kierunek: Energetyka Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 6 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr inż. Wilk Małgorzata (mwilk@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: 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 zna główne własności chemiczno-fizyczne paliw energetycznych stałych, ciekłych i gazowych. EN1A_W02, EN1A_W03, EN1A_W23, EN1A_W10, EN1A_W26, EN2A_W10 Kolokwium, Wypracowania pisane na zajęciach, Egzamin M_W002 Student zna teoretyczne podstawy procesów spalania.orientuje się w chemii spalania, mechanizmach i kinetyce. EN1A_W02, EN1A_W04, EN2A_W03, EN2A_W04, EN2A_W10 Kolokwium, Egzamin M_W003 Student posiada wiedzę w dziedzinie aerodynamiki spalania. Potrafi scharakteryzować spalanie paliw stałych, ciekłych i gazowych. EN1A_W02, EN1A_W04, EN2A_W04, EN2A_W10 Egzamin, Kolokwium 1 / 5
M_W004 Student zna środowiskowe aspekty procesów spalania, potrafi scharakteryzować niektóre urządzenia techniczne wykorzystywane do procesów spalania paliw, zna metody diagnostyczne procesów spalania. EN1A_W02, EN1A_W09, EN1A_W04, EN1A_W23, EN1A_W10, EN1A_W13, EN1A_W26, EN1A_W30, EN2A_W04, EN2A_W10 Egzamin, Kolokwium M_W005 Student potrafi samodzielnie wykonać ćwiczenia laboratoryjne z zakresu procesów spalania zgodnie z zasadami BHP. EN1A_K01, EN1A_K05, EN2A_K06 Aktywność na zajęciach, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych Umiejętności M_U001 Student potrafi przeprowadzić podstawowe obliczenia procesów spalania, potrafi zaprojektować układ do procesów spalania paliw. Zna i potrafi dobrać urządzenia energetyczne. EN1A_U02, EN1A_U08, EN1A_U04, EN1A_U05, EN1A_U10, EN1A_U09, EN1A_U13, EN2A_U09 Aktywność na zajęciach, Egzamin, Kolokwium Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 Student zna główne własności chemiczno-fizyczne paliw energetycznych stałych, ciekłych i gazowych. Student zna teoretyczne podstawy procesów spalania.orientuje się w chemii spalania, mechanizmach i kinetyce. Student posiada wiedzę w dziedzinie aerodynamiki spalania. Potrafi scharakteryzować spalanie paliw stałych, ciekłych i gazowych. Student zna środowiskowe aspekty procesów spalania, potrafi scharakteryzować niektóre urządzenia techniczne wykorzystywane do procesów spalania paliw, zna metody diagnostyczne procesów spalania. 2 / 5
M_W005 Umiejętności M_U001 Student potrafi samodzielnie wykonać ćwiczenia laboratoryjne z zakresu procesów spalania zgodnie z zasadami BHP. Student potrafi przeprowadzić podstawowe obliczenia procesów spalania, potrafi zaprojektować układ do procesów spalania paliw. Zna i potrafi dobrać urządzenia energetyczne. - - + - - - - - - - - - + + - - - - - - - - Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Paliwa Własności chemiczno-fizyczne paliw energetycznych stałych, ciekłych i gazowych. Teoretyczne podstawy procesów spalania Chemia spalania, mechanizmy, kinetyka. Pojęcia podstawowe: atom, cząsteczka, wolne rodniki-ich powstawanie i udział w reakcjach spalania. Zasady bilansowania reakcji. Stechiometria spalania. Stała równowagi reakcji. Szybkość reakcji chemicznych. Reakcje elementarne w płomieniu. Procesy złożone. Reakcje jedno- i dwucząsteczkowe. Udział katalizatora w reakcjach. Reakcje z udziałem ciała stałego rozkład węglanów. Reakcje ciało stałe-gaz; stadia przejściowe. Zjawiska towarzyszące procesom spalania: chemiluminoscencja i chemiojonizacja. Aerodynamika spalania Strugi. Modele turbulentnego spalania. Aerodynamika swobodnych płomieni. Spalanie paliw gazowych Temperatura zapłonu, zapłon mieszanki. Granice palności, powstawanie mieszanki palnej. Mechanizm spalania w fazie gazowej.wybuchy. Utlenianie CO. Spalanie węglowodorów. Szybkość spalania, wpływ p,t i składu mieszanki. Świecenie płomienia, promieniowanie płomienia. Spalanie laminarne. Spalanie turbulentne. Wypływ z dyszy. Spalanie w strugach swobodnych. Spalanie kinetyczne. Spalanie dyfuzyjne. Stabilizacja zapłonu, płomienia. Regulacja płomienia. Kontrola spalania. Temperatura spalania. Bilans energii w piecu. Palniki-zasady, podział. Silniki. Spalanie paliw ciekłych Zasady spalania paliw ciekłych. Rozpylanie, odparowanie strugi cieczy. Spalanie pojedynczej kropli. Charakterystyka płomienia paliwa ciekłego. Palniki olejowe. Silniki. Spalanie paliw stałych - węgiel Etapy spalania węgla kamiennego. Rozkład termiczny. Spalanie drewna. Pył węglowy. Spalanie ziarna. Podstawowe reakcje spalania paliw stałych. Spalanie pyłu węglowego. Palniki pyłowe. Spalanie w warstwie fluidalnej. Zgazowanie węgla. Kotły rusztowe, pyłowe i fluidalne. Spalanie paliw stałych - biomasa Spalanie drewna. Spalanie słomy. Współspalanie. Oddziaływanie substancji nieorganicznej biomasy w palenisku. Paleniska. 3 / 5
Spalanie paliw stałych - odpady Odpady i ich podział. Spalanie odpadów. Spalarnie odpadów. Środowiskowe aspekty procesów spalania Zanieczyszczenie atmosfery. Zanieczyszczenia gazowe. Zanieczyszczenia pyłowe. Emisje głównych zanieczyszczeń SO2, NOx, sadza, węglowodory, CO2. Przyczyny i skutki zanieczyszczenia atmosfery: efekt cieplarniany, dziura ozonowa, kwaśne opady, smog. Ochrona atmosfery, metody ograniczenia zanieczyszczenia. Diagnostyka procesów spalania Metody pomiaru temperatury. Metody pomiaru stężeń składników w płomieniu. Urządzenia. audytoryjne Ciepło spalania i wartość opałowa. Stechiometria spalania. Obliczenia ciepła spalania i wartości opałowej paliw stałych, ciekłych i gazowych. Oblicznia stechiometrii spalania paliw. Kontrola spalania. Temperatury spalania. Kontrola procesu spalania. Metody obliczeń. Obliczanie temperatury spalania. Granice palności. Prędkość spalania.stabilizacja płomienia Wyznaczanie granic palności paliw. Obliczanie prędkości spalania. Obliczanie i zastosowanie stabilizacji płomienia. Podstawowe obliczenia układu piecowego. Obliczanie wielkości komór spalania. Obliczanie palników. Spalanie z niedomiarem powietrza. Kontrola spalania. Obliczanie temperatury spalania. Obliczania wysokości komina. Spalanie jako źródło zanieczyszczenia atmosfery. Obliczanie emisji składników toksycznych powstających podczas spalania paliw. laboratoryjne Spalanie kinetyczne Wyznaczanie normalnej prędkości spalania gazu. Badanie wpływu średnicy palnika na normalną prędkość spalania. Badanie wpływu temperatury mieszanki na normalną prędkość spalania. Spalanie dyfuzyjne Pomiar współczynnika wypływu z dyszy Sposób obliczania oceny końcowej 0,3 ocena z ćwiczeń + 0,3 ocena z ćwiczeń laboratoryjnych + 0,4 ocena z kolokwium zaliczeniowego Wymagania wstępne i dodatkowe Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych. Zalecana literatura i pomoce naukowe 4 / 5
Notatki z wykładów Jarosiński J. :Techniki czystego spalania, WNT, Warszawa, 1996 Kordylewski W.,: Spalanie i paliwa. Wrocław, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2008 Nocoń J, Poznański J., Słupek S. Rywotycki M.: Technika cieplna przykłady z techniki procesów spalania, AGH, Kraków, 2007 Petela R.: Paliwa i ich spalanie, Politechnika Śląska, Gliwice, 1978 Pomiary cieplne cz. I i II. Fodemski T.R. Warszawa, WNT 2001 Słupek S., Nocoń J., Buczek A.: Technika cieplna obliczeniowe, AGH, Kraków,2002 Szargut J.: Termodynamika. Warszawa, WNT 2000 Wójcicki S.: Spalanie, WNT, Warszawa 1969 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Udział w wykładach Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 2 godz 7 godz 25 godz 35 godz 14 godz 14 godz 28 godz 125 godz 5 ECTS 5 / 5