Nazwa przedmiotu: Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy na specjalności: Inżynieria cieplna i samochodowa Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium Wymiana ciepła Heat transfer Forma studiów: stacjonarne Poziom studiów I stopnia Liczba godzin/tydzień: 2W E, 2L Kod przedmiotu: S_3-7 Rok: III Semestr: VI Liczba punktów: 6 ECTS PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU C1. Zapoznanie studentów ze sposobami wymiany ciepła. C2. Nabycie umiejętności w zakresie ów wielkości cieplnych. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Wiedza z podstaw matematyki, fizyki, termodynamiki i miernictwa cieplnego. 2. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji. 3. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie.. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 posiada wiedzę teoretyczną z z wymiany ciepła, EK 2 zna zasady wymiany ciepła przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie, EK 3 zna tendencje i kierunki rozwoju energetyki związane z wymiennikami ciepła, EK potrafi przeprowadzić y wielkości cieplnych, EK 5 potrafi przygotować s przebiegu ćwiczeń. 1
TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY Liczba godzin W 1,2 Zasady przepływu ciepła, podstawowe definicje. 2 W 3, Przewodzenie ciepła. Pole temperatur, prawo Fouriera. 2 W 5,6 Nieustalone i ustalone przewodzenie ciepła. 2 W 7,8 Analityczne rozwiązanie zagadnień nieustalonego przewodzenia ciepła. 2 W 9,10 Wnikanie i przenikanie ciepła. Prawa Newtona i Pecleta. 2 W 11-1 Konwekcja swobodna. Mechanizm powstawania konwekcji, równania konwekcji swobodnej. W 15,16 Konwekcja wymuszona. Przekazywanie ciepła podczas wymuszonego 2 przepływu substancji płynnej w kanale. W 17,18 Konwekcja wymuszona przy opływie obiektów. 2 W 19-22 Przekazywanie ciepła przez promieniowanie. Prawa: Plancka, Lamberta, Stefana-Boltzmanna i Kirchoffa. W 23-26 Przekazywanie ciepła podczas zmiany stanu skupienia cieczy. Wrzenie z konwekcją swobodną i wymuszoną w obiekcie otwartym i zamkniętym. Kondensacja błonkowa i kroplowa. W 27-30 Wymienniki ciepła. Typy rekuperatorów. Rozkład temperatury w skraplaczu i parowaczu. Rozkład temperatury w wymiennikach współprądowych i przeciwprądowych. Forma zajęć LABORATORIUM L 1,2 Zasady prowadzenia ów cieplnych i opracowania wyników u. 2 L 3-6 Pomiar ciśnienia. L 7-10 Pomiar temperatury. L 11,12 Pomiar wilgotności powietrza. 2 L 13,1 Kontrola procesu spalania. 2 L 15,16 Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła. 2 L 17,18 Pomiar współczynnika wnikania ciepła. 2 L 19-22 Pomiar strumienia masy. L 23-26 Określenie ciepła spalania i wartości opałowej paliw stałych i gazowych. L 27,28 Zależność intensywności promieniowania od długości fali. 2 L 29,30 Bilans cieplny wymiennika ciepła. 2 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z przebiegu ćwiczeń 3. podręczniki i skrypty Liczba godzin 2
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 F. ocena aktywności podczas zajęć P1. ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę* P2. 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 Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych Konsultacje z prowadzącym Przygotowanie do egzaminu Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 30W 30L 60h 30 h 15 h 10 h 5 h 30 h Suma 150 h SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych 6 ECTS 2,72 ECTS 2,2 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Brodowicz K.: Teoria wymienników ciepła i masy. PWN, Warszawa 1982. 2. Chapman A.J.: Fundamentals of heat transfer. MPC, New York 197. 3. Hobler T.: Ruch ciepła i wymienniki. WNT, Warszawa 1986.. Kalinowski E.: Przekazywanie ciepła i wymienniki. Politechnika Wrocławska, Wrocław 1999. 5. Madejski J.: Teoria wymiany ciepła. PWN, Warszawa 1998. 6. Pastucha L., Otwinowski H.: Podstawy przekazywania ciepła. Politechnika Częstochowska, Częstochowa 1999. 7. Petela R.: Przepływ ciepła. PWN, Warszawa 1983. 8. Pohorecki R., Wroński S.: Kinetyka i termodynamika procesów inżynierii chemicznej. WNT, Warszawa 1977. 9. Praca zbiorowa pod red. Gajewskiego W.: Laboratorium z termodynamiki i wymiany ciepła. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2005. 10. Wiśniewski S.: Wymiana ciepła. WNT, Warszawa 1997 3
PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr hab. inż. Henryk Otwinowski otwinowski@imc.pcz.czest.pl 2. dr inż. Aleksandra Górecka-Zbrońska gorecka@kkt.pcz.czest.pl 3. dr inż. Dariusz Urbaniak urbaniak@kkt.pcz.czest.pl. dr inż. Daniel Zbroński zbronski@kkt.pcz.czest.pl MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK2 EK3 EK EK5 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_U_D0 K_U_D0 K_W_09 K_U_D0 K_K01 K_K02 K_U_D0 K_U_D20 Cele przedmiotu C1 C1 C1,C2 Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny 1-3 P1,P2 1-3 F1-F,P1 1-3 P1,P2 C2 2,3 F1-F,P1 C2 2,3 P1
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę Na ocenę 5 EK 1-3 opanował wiedzę z z wymiany ciepła nie opanował podstawowej wiedzy z z wymiany ciepła częściowo opanował wiedzę z z wymiany ciepła w urządzeniach kotłowych opanował wiedzę z z wymiany ciepła i wymienników stosowanych w urządzeniach kotłowych bardzo dobrze opanował wiedzę z z materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł EK -5 : : nie posiada wiedzy z nie rozróżnia aparatury i rozróżnia aparaturę i przyrządów przyrządy owe owych astosowane podczas astosowanych prowadzenia ćwiczeń podczas prowadzenia aboratoryjnych oraz ćwiczeń potrafi omówić zasadę aboratoryjnych oraz ch działania i wykonać nie potrafi omówić asadę ich działania i wykonać nie prawozdania z rozróżnia aparaturę i przyrządy owe astosowane podczas prowadzenia ćwiczeń aboratoryjnych lecz ylko częściowo potrafi omówić zasadę ich działania i wykonać rozróżnia aparaturę i rozróżnia aparaturę i przyrządy owe przyrządy owe astosowane podczas astosowane podczas prowadzenia ćwiczeń prowadzenia ćwiczeń aboratoryjnych oraz aboratoryjnych oraz potrafi omówić zasadę potrafi omówić zasadę ch działania i wykonać ch działania i amodzielnie wykonać potrafi dyskutować na zadany temat III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE 1. Wszelkie informacje dla studentów kierunku Mechanika i Budowa Maszyn wraz z: - programem studiów, - harmonogramem odbywania zajęć dostępne są na tablicy informacyjnej oraz stronie internetowej wydziału: www.wimii.pcz.pl oraz Instytutu Maszyn Cieplnych www.imc.pcz.pl 2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć z danego przedmiotu. 5