Wymiana ciepła - Politechnika Częstochowska
Transkrypt
Wymiana ciepła - Politechnika Częstochowska
Nazwa przedmiotu: Wymiana ciepła Heat transfer Kierunek: Forma studiów: Mechanika i Budowa Maszyn stacjonarne Rodzaj przedmiotu: Poziom studiów obowiązkowy na specjalności: Inżynieria cieplna i samochodowa I stopnia Rok: III Semestr: VI Rodzaj zajęć: Liczba godzin/tydzień: Liczba punktów: wykład, laboratorium E 2W , 2L Kod przedmiotu: S4_3-7 6 ECTS PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE I. KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU C1. Zapoznanie studentów ze sposobami wymiany ciepła. C2. Nabycie umiejętności w zakresie pomiarów wielkości cieplnych. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. 2. 3. 4. Wiedza z podstaw matematyki, fizyki, termodynamiki i miernictwa cieplnego. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 EK 2 EK 3 EK 4 EK 5 – – – – – posiada wiedzę teoretyczną z zakresu wymiany ciepła, zna zasady wymiany ciepła przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie, zna tendencje i kierunki rozwoju energetyki związane z wymiennikami ciepła, potrafi przeprowadzić pomiary wielkości cieplnych, potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu ćwiczeń. 1 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć – WYKŁADY W 1,2 – Zasady przepływu ciepła, podstawowe definicje. W 3,4 – Przewodzenie ciepła. Pole temperatur, prawo Fouriera. W 5,6 – Nieustalone i ustalone przewodzenie ciepła. W 7,8 – Analityczne rozwiązanie zagadnień nieustalonego przewodzenia ciepła. W 9,10 – Wnikanie i przenikanie ciepła. Prawa Newtona i Pecleta. W 11-14 – Konwekcja swobodna. Mechanizm powstawania konwekcji, równania konwekcji swobodnej. W 15,16 – Konwekcja wymuszona. Przekazywanie ciepła podczas wymuszonego przepływu substancji płynnej w kanale. W 17,18 – Konwekcja wymuszona przy opływie obiektów. 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 pomiarów cieplnych i opracowania wyników pomiaru. L 3-6 – Pomiar ciśnienia. L 7-10 – Pomiar temperatury. L 11,12 – Pomiar wilgotności powietrza. L 13,14 – Kontrola procesu spalania. L 15,16 – Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła. L 17,18 – Pomiar współczynnika wnikania ciepła. 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. L 29,30 – Bilans cieplny wymiennika ciepła. Liczba godzin 2 2 2 2 2 4 2 2 4 4 4 Liczba godzin 2 4 4 2 2 2 2 4 4 2 2 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. – wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. – ćwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z przebiegu ćwiczeń 3. – podręczniki i skrypty 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 F4. – 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 Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 30W 30L 60h Zapoznanie się ze wskazaną literaturą 30 h Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych 15 h Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych 10 h Konsultacje z prowadzącym 5h Przygotowanie do egzaminu 30 h Suma 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 150 h 6 ECTS 2,72 ECTS 2,2 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Brodowicz K.: Teoria wymienników ciepła i masy. PWN, Warszawa 1982. Chapman A.J.: Fundamentals of heat transfer. MPC, New York 1974. Hobler T.: Ruch ciepła i wymienniki. WNT, Warszawa 1986. Kalinowski E.: Przekazywanie ciepła i wymienniki. Politechnika Wrocławska, Wrocław 1999. Madejski J.: Teoria wymiany ciepła. PWN, Warszawa 1998. Pastucha L., Otwinowski H.: Podstawy przekazywania ciepła. Politechnika Częstochowska, Częstochowa 1999. Petela R.: Przepływ ciepła. PWN, Warszawa 1983. Pohorecki R., Wroński S.: Kinetyka i termodynamika procesów inżynierii chemicznej. WNT, Warszawa 1977. Praca zbiorowa pod red. Gajewskiego W.: Laboratorium z termodynamiki i wymiany ciepła. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2005. Wiśniewski S.: Wymiana ciepła. WNT, Warszawa 1997 3 PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr hab. inż. Henryk Otwinowski [email protected] 2. dr inż. Aleksandra Górecka-Zbrońska [email protected] 3. dr inż. Dariusz Urbaniak [email protected] 4. dr inż. Daniel Zbroński [email protected] MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK2 EK3 EK4 EK5 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_W_D09 K_U_D04 K_W_D09 K_U_D04 K_W_09 K_U_D04 K_W_D09 K_K01 K_K02 K_W_D09 K_U_D04 K_U_D20 Cele przedmiotu C1 C1 C1,C2 Treści programowe W1-30 L1-30 W1-30 L1-30 W1-30 L1-30 Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny 1-3 P1,P2 1-3 F1-F4,P1 1-3 P1,P2 C2 L1-30 2,3 F1-F4,P1 C2 L1-30 2,3 P1 4 II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia EK 1-3 Student opanował wiedzę z zakresu wymiany ciepła Na ocenę 2 Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu wymiany ciepła EK 4-5 Student: Student: - nie posiada wiedzy z zakresu opracowywania wyników pomiarów - posiada wiedzę z zakresu opracowywania wyników pomiarów - nie rozróżnia aparatury i - rozróżnia aparaturę i przyrządów przyrządy pomiarowe pomiarowych zastosowane podczas zastosowanych prowadzenia ćwiczeń podczas prowadzenia laboratoryjnych oraz ćwiczeń potrafi omówić zasadęlaboratoryjnych oraz ich działania i wykonaćnie potrafi omówić pomiar zasadę ich działania i wykonać pomiar - potrafi wykonać sprawozdanie z - nie potrafi wykonać przeprowadzonego sprawozdania z ćwiczenia przeprowadzonego laboratoryjnego ćwiczenia laboratoryjnego Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 Student częściowo opanował wiedzę z zakresu wymiany ciepła w urządzeniach kotłowych Student opanował wiedzę z zakresu wymiany ciepła i wymienników stosowanych w urządzeniach kotłowych Student bardzo dobrze opanował wiedzę z zakresu materiału objętego programem nauczania, samodzielnie zdobywa i poszerza wiedzę przy użyciu różnych źródeł Student Student Student - posiada wiedzę z zakresu opracowywania wyników pomiarów - posiada wiedzę z zakresu opracowywania wyników pomiarów - posiada wiedzę z zakresu opracowywania wyników pomiarów - rozróżnia aparaturę i - rozróżnia aparaturę i - rozróżnia aparaturę i przyrządy pomiarowe przyrządy pomiarowe przyrządy pomiarowe zastosowane podczas zastosowane podczas zastosowane podczas prowadzenia ćwiczeń prowadzenia ćwiczeń prowadzenia ćwiczeń laboratoryjnych lecz laboratoryjnych oraz laboratoryjnych oraz tylko częściowo potrafipotrafi omówić zasadępotrafi omówić zasadę omówić zasadę ich ich działania i wykonaćich działania i działania i wykonać pomiar samodzielnie wykonać pomiar pomiar - potrafi wykonać - potrafi wykonać sprawozdanie z - potrafi wykonać sprawozdanie z przeprowadzonego sprawozdanie z przeprowadzonego ćwiczenia przeprowadzonego ćwiczenia laboratoryjnego ćwiczenia laboratoryjnego laboratoryjnego - 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