Data wydruku: 24.12.2016 21:38 Strona 1 z 2 Nazwa przedmiotu

Nazwa przedmiotu
Wymiana ciepła
Kod przedmiotu
M:03071W1
Jednostka
Katedra Energetyki i Aparatury Przemysłowej
Kierunek
Mechanika i budowa maszyn
Obszary
kształcenia
Nauki techniczne
Profil kształcenia
ogólnoakademicki
Rok studiów
1
Typ przedmiotu
Obowiąkowy
Semestr studiów
1
Poziom studiów
II stopnia
ECTS
4.0
Liczba punktów
ECTS
Aktywność studenta
gk
Udział w zajęciach dydaktycznych objętych planem studiów
30
Udział w konsultacjach
15
pw
Praca własna studenta
55
Suma
Wykładowcy
45
55
Łączna liczba godzin pracy studenta
100
Liczba punktów ECTS
4.0
prof. dr hab. inż. Dariusz Mikielewicz, prof. zw. PG (Osoba opowiedzialna za przedmiot)
Prowadzący:
dr inż. Maciej Wierzbowski
prof. dr hab. inż. Dariusz Mikielewicz, prof. zw. PG
Cel przedmiotu
Przedstawienie głównych mechanizmów i praw dotyczących przenoszenia ciepła. Wykład zapoznaje z
metodami rozwiązywania występujących w technice, zagadnień przewodzenia i przejmowania ciepła oraz
radiacyjnego przenoszenia energii cieplnej. Podanie podstaw do obliczania wymienników ciepła.
Efekty kształcenia
Odniesienie do efektów
kierunkowych
Efekt kształcenia z przedmiotu
Sposób weryfikacji efektu
[K_W03] posiada wiedzę w
Umiejętność obliczania
zakresie procesów
wymienników ciepła, definiowania
termodynamicznych i ich symulacji prostych zagadnień z przepływu
ciepła.
[SW1] Ocena wiedzy
faktograficznej
[K_U10] ocenia przydatność i
prawidłowo wybiera metody i
narzędzia najlepiej nadające się
do rozwiązywania zadań
inżynierskich typowych do
realizowanej specjalności
Realizacja zadania domowego
polegającego na rozwiązaniu
zagadnienia technicznego
[SK5] Ocena umiejętności
rozwiązania problemów
związanych z zawodem
[SU1] Ocena realizacji zadania
[SK3] Ocena umiejętności
organizacji pracy
[K_U14] potrafi rozwiązać
problemy inżynierskie z zakresu
budowy i eksploatacji maszyn
stosując nowe metody
obliczeniowe i narzędzia
projektowe lub modyfikując
dotychczasowe
Realizacja zadania domowego
polegającego na rozwiązaniu
zagadnienia technicznego
[SU4] Ocena umiejętności
korzystania z metod i narzędzi
[SU3] Ocena umiejętności
wykorzystania wiedzy uzyskanej
w ramach różnych modułów
Sposób realizacji
na uczelni
Wymagania
wstępne i
dodatkowe
matematyka I, II, III, fizyka, mechanika płynów
Zalecane
komponenty
przedmiotu
metody komputerowe w technice cieplnej
Treść przedmiotu
Wykład Przedstawienie głównych mechanizmów i praw dotyczących przenoszenia ciepła. Metody
rozwiązywania zagadnień występujących w technice w zakresie przewodzenia, przejmowania ciepła i
radiacyjnej wymiany ciepła. Metody intensyfikacji wymiany ciepła. Wrzenie i kondensacja. Podstawy
projektowania wymienników ciepła. Ćwiczenia laboratoryjne Poznanie eksperymentalnych i rachunkowych
metod wyznaczania problemów przenoszenia ciepła: wyznaczanie współczynnika przejmowania i
przewodzenia ciepła, chłodzenia powierzchni za pomocą strug cieczy, wyznaczenie krzywej wrzenia,
wizualizacja przepływu za pomocą technik ciekłokrystalicznych.
Data wydruku:
09.03.2017 00:26
Strona
1 z 2
Zalecana lista
lektur
Literatura podstawowa
1.Mikielewicz J., Grochal B., Gumkowski S., Polesek-Karczewska S., Mikielewicz D., Wymiana ciepła,
Wydawnictwo IMP PAN, 1996 2.F. Incropera, D. deWitt, Fundamentals of heat and mass transfer, 5th
edition, CRC Press, 2007. 3.Wiśniewski S., Wiśniewski T., Wymiana ciepła, WNT, 2007. 4.Pudlik W.,
Wymiana i wymienniki ciepła, Wydzwnictwo PG, Gdańsk 1996.
Literatura uzupełniająca
Nie ma wymagan
Formy zajęć i
metody nauczania
Forma zajęć
Liczba godzin zajęć
Suma godzin dydaktycznych w semestrze,
objętych planem studiów
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Seminarium
15.0
0.0
15.0
0.0
0.0
30
W tym kształcenie na odległość: 0.0
Metody i kryteria
oceniania
Kryteria oceniania: składowe
Próg zaliczeniowy
Procent oceny
końcowej
Ćwiczenia laboratoryjne
60.0
33.0
Egzamin pisemny
60.0
67.0
Przykładowe zagadnienia / Przykładowe zadania / Realizowane zadania
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
Język wykładowy
Przedstawić znane sposoby przenoszenia ciepła na przykładzie przenikania ciepła przez
wielowarstwową ściankę oddzielającą dwa płyny o różnych temperaturach.
Wyprowadzić równanie Pecleta dla przenikania ciepła przez pojedynczą ściankę oddzielającą dwa płyny.
Zdefiniować opór cieplny przewodzenia, przejmowania i przenikania ciepła.
Przedstawić definicję gęstości strumienia cieplnego w dwuwymiarowym polu temperatur.
Omówić przykłady podobieństwa geometrycznego, podać dlaczego podobieństwo geometryczne nie
jest wystarczające w modelowaniu fizycznym zjawisk.
Wyprowadzić z definicji pojęcie liczby Biota, wytłumaczyć czym różni się ona od liczby Nusselta. Co
można założyć, gdy liczba Biota dąży do zera?
Wyprowadzić postać liczby Nusselta, wytłumaczyć czym różni się ona od liczby Biota.
Wyprowadzić zależność umożliwiającą obliczanie zmiennej w czasie temperatury w układzie o małym
oporze przewodzenia ciepła, przy założeniu, że ciało jest chłodzone w ośrodku o stałej temperaturze.
Doprowadzić wyrażenie opisującego rozkład temperatury do postaci bezwymiarowej.
Wyprowadzić równanie różniczkowe zmiennego w czasie pola temperatury dla przypadku ogólnego
układu o małym oporze przewodzenia ciepła z uwzględnieniem radiacyjnej wymiany ciepła oraz stałego
strumienia ciepła.
Podać wzór na strumień cieplny przez powierzchnię jednostronnie ożebrowaną na podstawie szkicu
wraz z wyjaśnieniem.
Równanie Fouriera-Kirchoffa – omówić formy tego równania powstałe w wyniku odpowiednich założeń,
tj. równanie Fouriera, Poissona, Laplace’a.
Wyprowadzić równanie różniczkowe rozkładu temperatury w pręcie, a następnie podać założenia, przy
których można w ten sposób analizować żebro prostokątne. Podać założenia, przy których wyprowadza
się te równania.
Hydrodynamiczna i termiczna warstwa przyścienna.
Analogie między wymianą ciepła i pędu. Cel ich stosowania. Podać przykład.
Wymienić i omówić sposoby wyznaczania współczynnika przejmowania ciepła.
Podać mechanizm konwekcji wymuszonej oraz swobodnej. Podać zestaw liczb kryterialnych
opisujących ten rodzaj przejmowania ciepła. Zdefiniować te liczby.
Kondensacja kroplowa i błonowa. Podać założenia do teorii Nusselta.
Wrzenie w objętości. Warunki wzrostu pęcherzyka. Podać podział ze względu na temperaturę płynu
oraz geometrię. Omówić krzywą wrzenia.
Wrzenie w przepływie. Omówić występujące struktury podczas przepływu płynu przez ogrzewany kanał
małą wartością gęstości strumienia ciepła. Podać rozkład temperatury płynu i ścianki oraz przykład
zastosowania tego przypadku.
Podać podział wymienników ciepła oraz założenia do analizy teoretycznej wymienników.
Podać ogólny algorytm obliczania wymienników ciepła.
Średnia logarytmiczna różnica temperatur. Podać rozkład temperatury przy przepływie współprądowym
oraz przeciwprądowym.
polski
Praktyki zawodowe Nie dotyczy
Data wydruku:
09.03.2017 00:26
Strona
2 z 2