- Nazwa przedmiotu:
- Wymiana ciepła w lotnictwie
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. inż. Tomasz Wiśniewski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Lotnictwo i Kosmonautyka
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- ML.NK328
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 4
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Liczba godzin kontaktowych - 50, w tym:
a) wykład - 45 godz.;
b) konsultacje - 5 godz.
2. Praca własna studenta - 51 godzin, w tym:
a) samodzielnie wykonywane ćwiczenia rachunkowe - 36 godz.
b) przygotowanie do kolokwiów - 15 godz.
Razem - 101 godzin.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 2 punkty ECTS - liczba godzin kontaktowych - 50, w tym:
a) wykład - 45 godz.;
b) konsultacje - 5 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład45h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- Po zaliczeniu przedmiotu student będzie potrafił:
- zidentyfikować złożony proces wymiany ciepła oraz ocenić udział elementarnych mechanizmów transportu ciepła w tym procesie,
- przeprowadzić szacunkowe obliczenia cieplne (pola temperatury, strumienie ciepła) dla prostych elementów urządzeń cieplnych i prostych systemów cieplnych,
- opracować model do obliczeń cieplnych przy użyciu komercyjnych programów obliczeniowych (m.in. poprawnie określić warunki brzegowe),
- będzie znał i rozumiał zasady działania technik i urządzeń stosowanych w systemach kontroli termicznej obiektów kosmicznych, oraz w lotnictwie.
- Treści kształcenia:
- 1. Podstawy wymiany ciepła:
- mechanizmy, podstawowe prawa, właściwości termofizyczne różnych substancji,
- metody rozwiązywania problemów wymiany ciepła.
2. Przewodzenie ciepła:
– równanie przewodzenia ciepła,
– przewodzenie ciepła w stanie ustalonym i nieustalonym,
– opory cieplne,
– powierzchnie użebrowane.
3. Wybrane zagadnienia przejmowania ciepła (konwekcja):
– przejmowanie ciepła przy konwekcji wymuszonej i swobodnej, opływy i przepływy w kanałach, laminarne i burzliwe,
– wymiana ciepła przy dużych szybkościach przepływu, w gazach rozrzedzonych,
– wymiana ciepła przy wrzeniu i skraplaniu,
– chłodzenie ablacyjne i transpiracyjne.
4. Podstawy promieniowania cieplnego:
– podstawowe prawa,
– metody obliczeniowe.
- Metody oceny:
- Podstawą zaliczenia jest sumaryczna ocena (suma punktów) z trzech kolokwiów obejmujących materiał teoretyczny oraz proste zadania obliczeniowe. Do zaliczenia niezbędne jest 50% maksymalnej liczby punktów.
Na ostatnich zajęciach przeprowadzane jest dodatkowe kolokwium obejmujące cały zakres materiału (sprawdzian poprawkowy) dla osób, które nie uzyskały zaliczenia.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Wiśniewski S, Wiśniewski T.S.: Wymiana ciepła. WNT.
2. Staniszewski B.: Wymiana ciepła. PWN.
3. Domański R. i in.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki w ujęciu komputerowym. PWN, 2000.
4. Materiały z wykładów publikowane na stronach internetowych Wydziału.
5. Cengel Y.A.: Heat Transfer. A practical approach. MacGraw-Hill, 2003.
6. Heat Transfer Handbook (www.bg.pw.edu.pl).
- Witryna www przedmiotu:
- Uwagi:
- -
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka ML.NK328_W01
- Zna podstawowe mechanizmy wymiany ciepła oraz związane z nimi prawa fizyczne
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NK328_W02
- Zna równania transportu opisujące procesy przewodzenia ciepła jak również warunki brzegowe charakterystyczne dla zagadnień wymiany ciepła
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NK328_W03
- Posiada wiedzę dotyczącą szczególnych przypadków konwekcyjnej wymiany ciepła, w tym wymiany ciepła przy dużych szybkościach przepływu
Weryfikacja: Kolokwium 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NK328_W04
- Posiada wiedzę na temat stosowanych w lotnictwie metod ochrony przed przegrzaniem powierzchni elementów silników poddawanych dużym obciążeniom cieplnym
Weryfikacja: Kolokwium 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NK328_W05
- Zna modele matematyczne wymiany ciepła na drodze promieniowania, rozumie pojęcie współczynnika konfiguracji, potrafi określić istotne dla wymiany ciepła właściwości radiacyjne powierzchni
Weryfikacja: Kolokwium 3, Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka ML.NK328_U01
- Potrafi wykorzystać prawa rządzące podstawowymi mechanizmami wymiany ciepła do rozwiązywania złożonych zagadnień przepływu ciepła
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NK328_U02
- Potrafi wykorzystać równanie przewodzenia ciepła w odpowiedniej postaci do opisu prostych przypadków wymiany ciepła oraz rozwiązać problem metodami analitycznymi
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NK328_U03
- Potrafi zastosować równania kryterialne do opisu zagadnień konwekcyjnej wymiany ciepła
Weryfikacja: Kolokwium 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka ML.NK328_U04
- Potrafi wykonać obliczenia wymiany ciepła na drodze promieniowania dla prostej konfiguracji geometrycznej
Weryfikacja: Kolokwium 3
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
LiK2_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe: