Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Teoria maszyn cieplnych I
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Andrzej Wolff, ad., Wydział Transportu Politechniki Warszawskiej, Zakład Eksploatacji i Utrzymania Pojazdów
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Transport
Grupa przedmiotów:
Specjalnościowe
Kod przedmiotu:
TR.SIS406
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
50 godzin, w tym: praca na wykładach 30 godz., studiowanie literatury przedmiotu 8 godz., konsultacje 2 godz., przygotowanie się do egzaminu z wykładu 10 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,5 pkt. ECTS (32 godz., w tym: praca na wykładach 30 godz., konsultacje 2 godz.)
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
0
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Matematyka, fizyka, mechanika
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Poznanie wielkości fizycznych występujących w maszynach cieplnych oraz podstawowych praw z dziedziny termodynamiki (w tym wymiany ciepła) oraz procesów pracy tłokowego silnika spalinowego.
Treści kształcenia:
Treść wykładu: Własności gazów doskonałych i rzeczywistych. Gazy i ich parametry. Równanie stanu gazu. Mieszaniny gazów. Bilans energetyczny przemian termodynamicznych. Energia wewnętrzna i entalpia statyczna gazu doskonałego. Praca absolutna, użyteczna i techniczna. Pierwsza zasada termodynamiki. Entropia gazu doskonałego. Wykres ciepła. Przemiany politropowe. Charakterystyczne przemiany gazów: izochoryczna, izobaryczna, izotermiczna, izentropowa. Politropa uogólniona. Wywiązywanie ciepła przez spalanie. Paliwa i ich własności. Równania stechiometryczne teoretycznego spalania. Zapotrzebowanie tlenu i powietrza przy spalaniu. Skład spalin. Druga zasada termodynamiki. Odwracalność i nieodwracalność przemian. Obieg gazowy i jego sprawność. Druga zasada termodynamiki. Teoretyczne obiegi gazowe silników. Obiegi: Carnot’a, Otto, Diesel’a, Sabathe’go. Procesy wymiany ciepła. Przewodzenie, konwekcja i promieniowanie i ich opisy matematyczne. Sprężarki tłokowe i wirnikowe. Objętościowy współczynnik zasysania oraz spręż graniczny. Sprężanie stopniowe. Rodzaje sprężarek wirnikowych. Obiegi rzeczywiste oraz procesy pracy tłokowych silników spalinowych. Wykresy indykatorowe silników spalinowych z zapłonem iskrowym (ZI) oraz samoczynnym (ZS). Proces napełniania cylindra i wydechu spalin. Procesy sprężania i rozprężania. Charakterystyka procesów spalania w silnikach ZI i ZS. Wskaźniki pracy silnika spalinowego. Średnie ciśnienie indykowane i efektywne. Moc indykowana i efektywna. Sprawność silnika: teoretyczna, indykowana, mechaniczna i ogólna. Godzinowe i jednostkowe zużycie paliwa. Charakterystyki silników spalinowych. Charakterystyki: w funkcji prędkości obrotowej, w funkcji obciążenia silnika, ogólna (warstwicowa) oraz regulacyjne.
Metody oceny:
Organizowane są 2 kolokwia - każde z 2 wspomnianych kolokwiów zaliczeniowych ma formę pisemną stanowiącą albo test składający się z kilkunastu pytań zamkniętych, albo sprawdzian obejmujący kilka pytań otwartych (zwykle 2-3). Czas trwania każdego kolokwium wynosi średnio 30 – 40 min. Wymagane jest udzielenie poprawnych odpowiedzi na poziomie, co najmniej 51%. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny z obu kolokwiów. Wówczas ocena końcowa jest średnią arytmetyczną uzyskanych ocen.
Egzamin:
nie
Literatura:
1) Górzyński J.: Termodynamika. Wykłady i zadania z rozwiązaniami, Oficyna Wydawnicza P.W., Warszawa 2014; 2) Rychter T., Teodorczyk A.: Teoria silników tłokowych, seria podręczników, WKŁ, Warszawa 2006; 3) Wajand J.A., Wajand J.T.: Tłokowe silniki spalinowe średnio- i szybkoobrotowe, WNT, Warszawa 2000; 4) Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna, WNT, Warszawa 2012. 5) Wrzesiński Z.: Termodynamika. Zbiór zagadnień i zadań z rozwiązaniami, Oficyna Wydawnicza P.W., Warszawa 2014;
Witryna www przedmiotu:
www.wt.pw.edu.pl
Uwagi:
O ile nie powoduje to zmian w zakresie powiązań danego przedmiotu z kierunkowymi efektami uczenia się w treściach kształcenia mogą być wprowadzane na bieżąco zmiany związane z uwzględnieniem najnowszych osiągnięć naukowych.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01
Ma wiedzę teoretyczną z termodynamiki przydatną do opisów procesów towarzyszących pracy maszyn cieplnych.
Weryfikacja: wykład - 2 kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: Tr1A_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka W02
Zna podstawowe parametry stanów termodynamicznych i wielkości energetyczne charakteryzujące funkcjonowanie maszyn cieplnych.
Weryfikacja: wykład - 2 kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: Tr1A_W06, Tr1A_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka W03
Ma wiedzę teoretyczną dotyczącą własności gazów i ich mieszanin i związanych z tym zależności matematycznych. Zna podstawowe zasady termodynamiki (I i II) umożliwiające bilansowanie energetyczne procesów cieplnych. Ma wiedzę teoretyczną o podstawowych przemianach gazowych i obiegach silników cieplnych oraz zna charakteryzujące je wykresy (pracy p-v i ciepła T-s). Posiada wiedzę o procesach wywiązywania się ciepła przez spalanie oraz wymiany ciepła (przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie). Ma wiedzę teoretyczną o działaniu sprężarek tłokowych i wirnikowych oraz charakteryzujące je wykresy p-v.
Weryfikacja: wykład - 2 kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: Tr1A_W10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG, I.P6S_WK
Charakterystyka W04
Zna obieg rzeczywisty i procesy pracy tłokowego silnika spalinowego. Ma wiedzę o wyznaczaniu wskaźników pracy silnika i zna podstawowe charakterystyki silnika spalinowego.
Weryfikacja: wykład - 2 kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: Tr1A_W10, Tr1A_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG, I.P6S_WK

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01
Potrafi pozyskać informacje z literatury dotyczące teorii maszyn cieplnych.
Weryfikacja: wykład - 2 kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: Tr1A_U01, Tr1A_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, I.P6S_UK
Charakterystyka U02
Potrafi stosować odpowiednie metody analityczne do rozwiązywania zagadnień termodynamicznych.
Weryfikacja: wykład - 2 kolokwia
Powiązane charakterystyki kierunkowe: Tr1A_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.2.o