Nazwa przedmiotu:
Zrównoważony transport energii
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. inż. Jerzy Banaszek
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Energetyka
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
ML.NK357
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2017/2018
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba godzin pracy studenta: 60 godzin, obejmuje: 1) 40 godzin kontaktu bezpośredniego, w tym : a) uczestniczenie w wykładach - 15 godzin, b) uczestniczenie w ćwiczeniach - 15 godzin, c) uczestniczenie w konsultacjach - 10 godzin. 2) praca własna studenta 20 godzin, obejmuje: przygotowanie się do dwóch sprawdzianów (rozwiązywanie zadań) w trakcie semestru i egzaminu końcowego.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,6 punktu ECTS - 40 godzin kontaktu bezpośredniego, w tym : a) prowadzenie przez nauczyciela wykładów - 15 godzin, b) prowadzenie przez nauczyciela ćwiczeń - 15 godzin, c) prowadzenie w konsultacji - 10 godzin.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Limit liczby studentów:
90
Cel przedmiotu:
Umiejętność oceny źródeł strat energetycznych oraz znajomość metod ich oceny ilościowej w procesach termodynamicznych występujących w elementach maszyn cieplnych. Znajomość podstawowych mechanizmów wymiany masy oraz jednoczesnej wymiany ciepła i masy i ich zastosowań w technice.
Treści kształcenia:
Wykład: 1. Podstawowe mechanizmy transportu energii – praca, ciepło, wymiana masy. 2. Zastosowanie I i II Zasady Termodynamiki w ocenie jakości procesów przenoszenia energii – praca maksymalna, strata pracy, egzergia, sprawność egzergetyczna. 2. Przegląd zjawisk i procesów nieodwracalnych – przepływ z tarciem, wymiana ciepła, mieszanie, ciepło Joule’a, spalanie. 3. Procesy wymiany masy w naturze i technice (nawilżanie, osuszanie, rozpraszanie zanieczyszczeń, migracja wilgoci, ablacja, chłodzenie transpiracyjne, rury cieplne, etc.). 4. Podstawowe pojęcia i mechanizmy przenoszenia składnika w mieszaninie, równania zachowania, nieciągłość koncentracji składnika na granicy dwóch ośrodków. 5. Dyfuzja masy, prawo Ficka, modele jednowymiarowe i ich rozwiązania: dyfuzja składnika w ściance płaskiej i walcowej, dwukierunkowa dyfuzja równomolowa, dyfuzja w nieruchomym gazie (prawo Stefana). 6. Konwekcyjna wymiana masy - konwekcja wymuszona (opływ ścianki i przepływ w kanale), konwekcja naturalna, model warstwy przyściennej, wzory kryterialne. 7. Analogia wymiany ciepła, masy i pędu (porównanie praw, analogia Chiltona-Colburna). 8. Jednoczesna wymiana ciepła i masy, przykłady z natury i techniki. Ćwiczenia: 1. Obliczenia strat pracy (mocy) w wybranych procesach nieodwracalnych (przepływy z tarciem, wymiana ciepła, mieszanie, ciepło Joule’a, spalanie) i elementach maszyn cieplnych (rurach, zaworach, komorach spalania, silnikach spalinowych i turbo-odrzutowych, chłodziarkach, pompach ciepła, etc.). 2. Obliczenia procesów dyfuzyjnej i konwekcyjnej wymiany masy – analityczne rozwiązania jednowymiarowe, wykorzystanie związków kryterialnych i analogii wymiany masy składnika, pędu i ciepła w procesach utylizacji odpadów, nawęglania stali, nawilżania i osuszania powietrza i materiałów, rozprzestrzeniania się NOx w atmosferze, wyznaczania współczynnika konwekcyjnej wymiany ciepła ciała o złożonej geometrii.
Metody oceny:
Dwa sprawdziany (rozwiązywanie zadań) w trakcie semestru i egzamin końcowy. Egzamin składa się z części teoretycznej dla wszystkich słuchaczy oraz zadaniowej dla tych, którzy poprawiają kolokwia. Każde kolokwium oraz część teoretyczna egzaminu muszą być zaliczone, a ocena końcowa jest średnią arytmetyczną ocen ze wszystkich trzech części.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. J. Banaszek, J. Bzowski, R. Domański, J. Sado, „Termodynamika, Przykłady i Zadania”, wydanie II, Oficyna Wydawnicza PW, 2007. 2. Y.A. Cengel, „Heat and Mass Transfer: A Practical Approach”, Third Edition, Mc Graw Hill, 2006. Dodatkowa literatura: 1. F.P. Incropera, D.P. DeWitt, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”, John Wiley & Sons, Inc., 1998. 2. Bejan, “Convection Heat Transfer”, John Wiley & Sons, Inc., 1984.
Witryna www przedmiotu:
www.itc.pw.edu.pl
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt ML.NK357_W1
Zna metody ilościowej oceny strat energetycznych w maszynach cieplnych.
Weryfikacja: W trakcie trwania semestru sprawdzian, na zakończenie przedmiotu egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: E2_W06, E2_W11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W03, T2A_W04
Efekt ML.NK357_W2
Zna podstawy fizyki dyfuzyjnej i konwekcyjnej wymiany masy i jej matematycznego modelowania.
Weryfikacja: W trakcie trwania semestru sprawdzian, na zakończenie przedmiotu egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: E2_W05
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W02
Efekt ML.NK357_W3
Posiada wiedzę o zjawiskach jednoczesnej wymiany ciepła i masy i ich zastosowań w technice.
Weryfikacja: W trakcie trwania semestru sprawdzian, na zakończenie przedmiotu egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: E2_W05, E2_W06
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W02, T2A_W02, T2A_W03

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt ML.NK357_U1
Na podstawie wiedzy uzyskanej w trakcie zajęć oraz przeprowadzonej analizy fachowej literatury student potrafi zastosować zasady termodynamiki w bilansach energetycznych i egzergetycznych.
Weryfikacja: W trakcie trwania semestru sprawdzian, na zakończenie przedmiotu egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: E2_U01, E2_U05, E2_U09, E2_U11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U05, T2A_U09, T2A_U10
Efekt ML.NK357_U2
Potrafi dokonać oceny ilościowej zasobów użytecznej energii oraz wielkości strat energetycznych .
Weryfikacja: W trakcie trwania semestru sprawdzian, na zakończenie przedmiotu egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: E2_U09, E2_U11, E2_U15
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U09, T2A_U10, T2A_U12
Efekt ML.NK357_U3
Na podstawie wiedzy uzyskanej w trakcie zajęć oraz przeprowadzonej samodzielnie analizy fachowej literatury student potrafi zidentyfikować procesy wymiany ciepła i masy w naturze i technice.
Weryfikacja: W trakcie trwania semestru sprawdzian, na zakończenie przedmiotu egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: E2_U05, E2_U11, E2_U19
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U05, T2A_U10, T2A_U15
Efekt ML.NK357_U4
Potrafi stosować opis matematyczny i jego rozwiązania w analizie procesów wymiany ciepła i masy występujących w urządzeniach i maszynach w energetyce.
Weryfikacja: W trakcie trwania semestru sprawdzian, na zakończenie przedmiotu egzamin.
Powiązane efekty kierunkowe: E2_U09, E2_U11, E2_U18
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U09, T2A_U10, T2A_U10, T2A_U15

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt ML.NK357_K1
Rozumie ważność i potrzebę kreatywnej działalności inżynierskiej dla rozwoju społecznego i kształtowania stosunków międzyludzkich.
Weryfikacja: Bieżąca obserwacja i analiza postawy studenta.
Powiązane efekty kierunkowe: E2_K05, E2_K07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K05, T2A_K07