Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Wymiana ciepła
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Leszek Rudniak
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inzynieria Chemiczna i Procesowa
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1070-IC000-ISP-404
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 24 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 12 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 18 Sumaryczny nakład pracy studenta 84
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
-
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
-
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
brak
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Zapoznanie studentów z zagadnieniami dotyczącymi podstaw ruchu ciepła w wyniku mechanizmów przewodzenia, konwekcji i promieniowania w ujęciu stacjonarnym i niestacjonarnym.
Treści kształcenia:
Wykład 1. Ustalone przewodzenie ciepła. Równania różniczkowe we współrzędnych prostokątnych, cylindrycznych i sferycznych. Warunki brzegowe i początkowe w przewodzeniu ciepła. Przewodzenie ciepła przez płytę płaską jedno- i wielowarstwową. Przewodzenie ciepła przez ściany cylindryczne i koliste. Pojęcie oporu cieplnego. 2. Wnikanie ciepła. Przenikanie ciepła, prawo Newtona, prawo Stefana-Bolzmana. Przenikanie ciepła przez ścianki cylindryczne wielowarstwowe oraz przez rury cienkościenne. Przewodzenie ze zmienną wartością λ = f(T). Izolacja cieplna i jej grubość krytyczna. Wymiana ciepła przez powierzchnie ożebrowane, sprawność żebra. Wewnętrzne źródła ciepła - przewodzenie przez płyty. Płyta płaska chłodzona dwustronnie. Walec nieskończony z ustaloną temperaturą na powierzchni. Przegroda sferyczna. 3. Przewodzenie nieustalone. Chłodzenie i ogrzewanie ciał. Liczby Biota i Fouriera. Rozkład temperatur w płytach i bryłach w przypadku, kiedy opór wnikania jest pominięty i kiedy trzeba go uwzględnić. Rozkład temperatur w bryłach o innych kształtach niż podstawowe. Metody graficzne przy przewodzeniu nieustalonym. 4. Konwekcja wymuszona. Równania różniczkowe. Równania konwekcji i przewodzenia Kirchoffa -Fouriera. Warstwa graniczna, przyścienna warstwa termiczna. Konwekcyjna wymiana ciepła podczas laminarnego i burzliwego przepływu w rurze. Konwekcja wymuszona podczas opływu ciał, równanie Frusslinga. Konwekcja swobodna. Konwekcja swobodna przy ścianie pionowej i w szczelinach. Konwekcja swobodna i wymuszona; kondensacja pary na rurach poziomych i pionowych, konwekcja przy wrzeniu cieczy, etapy wrzenia. 5. Wymienniki ciepła. Intensyfikacja wymiany ciepła. Rozkłady temperatur przy różnych prądach. Wymiennik pracujący ze zmianą fazy medium. Prąd skrzyżowany. Określenie temperatur końcowych mediów. Metody obliczania powierzchni wymiany ciepła, pojęcie sprawności, metoda NTU. Projektowanie wymiennika. 6. Promieniowanie ciał. Prawo Stefana - promieniowanie ciała doskonale czarnego. Prawo Kirchoffa - promieniowanie ciał rzeczywistych.
Metody oceny:
1. egzamin pisemny
Egzamin:
tak
Literatura:
1. T. Hobler, Ruch ciepła i wymienniki, WNT, 1986. 2. B. Staniszewski, Wymiana ciepła, PWN, 1963. 3. S. Wiśniewski, Wymiana ciepła, PWN, 1979. 4. Cz. Strumiłło, Ruch ciepła, podstawy teoretyczne, Łódź, 1980. 5. J. Ciborowski, Podstawy inżynierii chemicznej, WNT, 1965. 6. C. Bennett, J. Meyers, Przenoszenie pędu, ciepła i masy, WNT 1967. 7. J. Holman, Heat transfer, McGraw-Hill, 1972. 8. W. Gogół, Wymiana ciepła. Tablice i wykresy, WPW, Warszawa, 1984. 9. R. Domański, P. Furmański, Wymiana ciepła. Przykłady obliczeń z zadaniami, OWPW, Warszawa, 2002.
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:
Przedmiot jest realizowany w formie wykładu (15 wykładów po 2 godz.), na którym obecność nie jest obowiązkowa. Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyniku egzaminu pisemnego, którego terminy są wyznaczane w sesjach egzaminacyjnych: letniej i jesiennej. W letniej sesji egzaminacyjnej wyznaczane są 2 terminy, a w sesji jesiennej - 1 termin egzaminu pisemnego. Na egzaminie studenci mogą posiadać jedynie klasyczne kalkulatory. Odpowiedź na każde pytanie jest oceniana oddzielnie. Ocena końcowa jest średnią arytmetyczną. Minimum do zaliczenia: średnia ocena > 2,95. Ocenę końcową z przedmiotu Wymiana ciepła ustala się stosując skalę: =< 2,95 - 2; 2,96-3,25 – 3; 3.26-3,75 – 3,5; 3,76-4,25 – 4; 4,26-4,75 pkt – 4,5; 4,76-5,0 pkt – 5. W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Ma wiedzę dotyczącą podstaw ruchu ciepła w wyniku mechanizmów przewodzenia, konwekcji i promieniowania w ujęciu stacjonarnym i niestacjonarnym.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W04, K1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WK, P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi korzystać z wszelkiego rodzaju informacji i je analizować.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, I.P6S_UK, III.P6S_UW.o
Charakterystyka U2
Ma umiejętności systematycznego pogłębiania wiedzy i doskonalenia się w praktycznych zastosowaniach inżynierii chemicznej.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U21
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UU

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1
Prawidłowo reaguje na problemy związane z pracą inżyniera.
Weryfikacja: egzamin pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR