Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Wymiana ciepła

Koordynator przedmiotu:

dr inż. Joanna Rucińska; dr inż. Dariusz Ksionek; dr inż. Anna Komerska; dr inż. Adrian Trząski; dr inż. Michał Sobieraj

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Inżynieria Środowiska

Grupa przedmiotów:

Kierunkowe i Specjalizacyjne

Kod przedmiotu:

1110-ISCOG-ISP-4301

Semestr nominalny:

4 / rok ak. 2023/2024

Liczba punktów ECTS:

3

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

Wykład - 15 godzin Ćwiczenia projektowe - 15 godzin Laboratorium - 15 godzin Przygotowanie do egzaminu - 15 godzin Przygotowanie projektu - 5 godzin Przygotowanie do kolokwium - 10 godzin Przygotowanie do laboratorium - 7 godzin Wykonanie sprawozdań - 7 godzin Razem - 89 godzin

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

2

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

nie dotyczy

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład15h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium15h
• Projekt15h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Mechanika płynów, termodynamika techniczna.

Limit liczby studentów:

Cel przedmiotu:

Mechanizmy wymiany ciepła: przewodzenie, konwekcja, promieniowanie. Złożona wymiana ciepła. Ustalona i nieustalona wymiana ciepła. Ogólna charakterystyka przejmowania ciepła i szczególne przypadki obliczania współczynnika przejmowania ciepła przez konwekcję.

Treści kształcenia:

1. Przenikanie ciepła przez ściankę płaską, cylindryczną i ożebrowaną. Przejmowanie ciepła przy konwekcji swobodnej w przestrzeni ograniczonej. Przejmowanie ciepła przy konwekcji wymuszonej: napływ na pęczki rur gładkich i ożebrowanych. Projekt obliczania przeponowego wymiennika ciepła typu woda-woda. Obliczanie przekazywania ciepła na drodze promieniowania pomiędzy powierzchniami szarymi równoległymi. 2. Badanie współczynnika przejmowania ciepła na rurze pionowej. Wymiana ciepła w kalorymetrze Junkersa. Badanie sprawności cieplnej krzyżowego wymiennika ciepła.

Metody oceny:

WYKŁADY: Zdanie egzaminu. ĆWICZENIA PROJEKTOWE: Zaliczenie kolokwium i projektu. OCENA ZINTEGROWANA: 0,5 W + 0,25 P + 0,25 L

Egzamin:

tak

Literatura:

B. Staniszewski: Wymiana ciepła, PWN, 1980. S. Wiśniewski, T.S. Wiśniewski: Wymiana ciepła, WNT, 2000.

Witryna www przedmiotu:

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01

Rozumie podstawowe procesy wymiany ciepła. Zna prawo Fouriera, równanie różniczkowe nieustalonego przewodzenia ciepła, rodzaje równań opisujących wymianę ciepła, rodzaje warunków brzegowych. Potrafi opisać przenikanie ciepła przez ściankę ożebrowaną: sprawność cieplna żebra i ścianki ożebrowanej oraz wzajemne zależności między tymi wielkościami, współczynnik przenikania ciepła dla ścianki ożebrowanej, strumień przenikającego ciepła przez ścianki ożebrowane, sprawności cieplne układów ożebrowanych: sprawność cieplna żebra prostego i żebra okrągłego. Rozumie podobieństwo cieplne zjawisk: liczby podobieństwa cieplnego i mechanicznego, sens fizyczny liczb kryterialnych. Potrafi zdefiniować przejmowanie ciepła: konwekcja swobodna w przestrzeni zamkniętej, ogólna charakterystyka konwekcji wymuszonej, przejmowanie ciepła przy konwekcji wymuszonej i przepływie równoległym do pęczka rur gładkich, konwekcja wymuszona przy omywaniu pęczków rur gładkich i ożebrowanych.
Weryfikacja: WYKŁADY: Zdanie egzaminu. ĆWICZENIA PROJEKTOWE: Zaliczenie kolokwium i projektu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o

Charakterystyka W02

Posiada podstawową wiedzę z zakresu właściwości fizycznych, mechanicznych i eksploatacyjnych materiałów stosowanych w obiektach budowlanych, urządzeniach, sieciach i instalacjach COWiG i Wod-kan.
Weryfikacja: WYKŁADY: Zdanie egzaminu. ĆWICZENIA PROJEKTOWE: Zaliczenie kolokwium i projektu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_W19
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o

Charakterystyka W03

Zna metody obliczania przeponowych wymienników ciepła: wymienniki z przepływem współprądowym, przeciwprądowych i poprzecznoprądowym, określenie mocy cieplnej wymiennika na podstawie średniej różnicy temperatury. Rozumie wymianę ciepła przez promieniowanie dla ciał stałych: prawa rządzące promieniowaniem ciał stałych, wymiana ciepła między powierzchniami szarymi równoległymi, znaczenie ekranów w wymianie ciepła przez promieniowanie.
Weryfikacja: WYKŁADY: Zdanie egzaminu. ĆWICZENIA PROJEKTOWE: Zaliczenie kolokwium i projektu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01

Potrafi opracować projekt przeponowego wymiennika ciepła typu woda-woda. Umie opisać, obliczyć i ocenić proces przenikania ciepła przez ściankę płaską, cylindryczną i ożebrowaną, przejmowania ciepła przy konwekcji swobodnej w przestrzeni ograniczonej, przejmowania ciepła przy konwekcji wymuszonej: napływ na pęczki rur gładkich i ożebrowanych i przekazywania ciepła na drodze promieniowania pomiędzy powierzchniami szarymi równoległymi.
Weryfikacja: Sposób sprawdzenia i oceny – Wykonanie projektu, kolokwium z całości materiału.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_U16
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, I.P6S_UK, III.P6S_UW.o

Charakterystyka U02

Potrafi zmierzyć, obliczyć i przeanalizować wartości współczynnika przejmowania ciepła na rurze pionowej. Potrafi zmierzyć i obliczyć ciepło spalania i wartość opałową paliwa gazowego w kalorymetrze Junkersa. Potrafi zmierzyć, obliczyć moc cieplną i sprawność cieplną wymiennika ciepła z przepływem krzyżowym.
Weryfikacja: Zespołowe wykonanie sprawozdań i ich indywidualna obrona.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Charakterystyka U03

Posługuje się poprawnie terminologią i nomenklaturą stosowaną w opisie zjawisk fizycznych zachodzących w procesach typowych dla ciepłownictwa, ogrzewnictwa, klimatyzacji i gazownictwa.
Weryfikacja: Sposób sprawdzenia i oceny – Wykonanie projektu, kolokwium z całości materiału.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UK

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01

Umie pracować w grupie, rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych.
Weryfikacja: Sprawdzenie kompetencji w trakcie przebiegu zajęć.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KK

Charakterystyka K02

Ma świadomość wagi pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Weryfikacja: Sprawdzenie kompetencji w trakcie przebiegu zajęć.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR

Charakterystyka K03

Ma świadomość konieczności działania w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej.
Weryfikacja: Sprawdzenie kompetencji w trakcie przebiegu zajęć.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: IS_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR