Nazwa przedmiotu:
Wybrane zagadnienia termodynamiki i mechaniki płynów
Koordynator przedmiotu:
Doc.dr inż. Maciej Tułodziecki
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Mechanika Pojazdów i Maszyn Roboczych
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1150-MB000-MZP-0511
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych- 26, w tym: a) wykład -8 godz.; b) ćwiczenia -8 godz.; c) konsultacje - 1 godz.; d) egzamin - 9 godz.; 2) Praca własna studenta – 60 godzin, w tym: a) 20 godz. – bieżące przygotowywanie się do ćwiczeń i wykładów; b) 20 godz. - przygotowywanie się do 3 kolokwiów.; c) 20 godz. – przygotowywanie się do egzaminu. 3) RAZEM – 86
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1 punkt ECTS – liczba godzin kontaktowych-26, w tym: a) wykład - 8 godz.; b) ćwiczenia - 8 godz.; c) konsultacje - 1 godz.; d) egzamin - 9 godz.;
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
-
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład8h
  • Ćwiczenia8h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawowa wiedza z termodynamiki, mechaniki płynów, chemii (wykłady na studiach inżynierskich)
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Poznanie podstaw procesów spalania, wymiany ciepła i przepływu gazów w zakresie potrzebnym do opisu zjawisk zachodzących w maszynach cieplnych z nastawieniem na tłokowe silniki spalinowe. Zapoznanie z podstawami teoretycznymi zjawisk w zastosowaniu do stosowanych obecnie metod obliczeniowych i symulacyjnych.
Treści kształcenia:
Wykład: Podstawy spalania.Charakterystyka paliw i utleniaczy stosowanych w silnikach cieplnych.Spalanie i rodzaje spalania.Zjawisko kontrakcji. Podstawowe reakcje utleniania węglowodorów (HC). Bilansowanie składników reakcji utleniania HC (paliwo + utleniacz =spaliny). Zapotrzebowanie utleniacza do spalania. Współczynnik nadmiaru utleniacza (powietrza). Sposoby inicjacji spalania (definicje). Wywiązywanie ciepła: ciepło spalania i wartość opałowa paliwa. Pomiary wartości opałowej paliw stałych ciekłych i gazowych. Skład spalin. Temperatura spalania. Modelowanie procesu spalania w silnikach tłokowych. Wymiana ciepła Rodzaje i podstawowe prawa wymiany ciepła. Równania przewodnictwa ciepła. Równania przejmowania ciepła. Określanie współczynników przejmowania ciepła - teoria podobieństwa. Równania wymiany ciepła przez promieniowanie. Złożona wymiana ciepła.Wymiana ciepła w silniku spalinowym. Modelowanie wymiany ciepła w silniku. Podstawy termodynamiki przepływu ustalonego. Charakterystyka przepływu gazów w silnikach cieplnych. Jednowymiarowy przepływ ustalony gazu doskonałego: równanie Bernoulliego i Naviera-Stokesa, III równanie termodynamiki, entalpia całkowita, wykres i-s. Parametry: spiętrzenia i krytyczne. Dysze: Bendemanna i deLavala. Podstawy teorii wirnikowych maszyn przepływowych. Równanie Eulera. Sprężarka wirnikowa. Przepływowa komora spalania. Turbina gazowa. Zestaw turbinowy. Zapoznanie z przykładami wykorzystania oprogramowanie dostępnego w Zakładzie Silników Spalinowych do obliczeń i symulacji procesów zachodzących w przestrzeni roboczej maszyn cieplnych. Ćwiczenia: Obliczenia zapotrzebowania utleniacza w reakcjach spalania Obliczenia składu spalin. Obliczenia strumienia ciepła i spadków temperatur w prostych i złożonych procesach wymiany ciepła. Obliczenia przepływów gazów przy różnych wartościach różnicy ciśnień i bilansowanie energii w procesach przepływowych.
Metody oceny:
3 kolokwia (ćwiczenia), egzamin (wykład)
Egzamin:
tak
Literatura:
1) Dowkontt J.: Teoria silników cieplnych, WKiŁ 1973. 2) Nagórski Z., Sobociński R.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki technicznej. Zbiór zadań, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008. 3) Staniszewski B.: Termodynamika, PWN, Warszawa 1986. 4) Staniszewski B.: Wymiana Ciepła, PWN, Warszawa 1979. 5) Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna, WNT 19804. 6) Wiśniewski S, Wiśniewski T.: Wymiana Ciepła, WNT 2013. 7) Wiśniewski S.: Obciążenie Cieplne Silników Tłokowych, WKiŁ, Warszawa 1972. 8) Terpiłowski Janusz,Wiśniewski Stefan.:Termodynamika Zbiór zadań część II Wydawnictwo WAT, Warszawa 1974.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Wszystkie starsze pozycje literaturowe są dostępne w internecie

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt 1150-MB000-MZP-0511_W1
Potrafi identyfikować procesy termodynamiczne w dziedzinie spalania, wymiany ciepła i przepływów gazów.
Weryfikacja: Wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane efekty kierunkowe: KMiBM2_W03, KMiBM2_W05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07, InzA_W02, InzA_W05
Efekt 1150-MB000-MZP-0511_W2
Ma wiedzę teoretyczną dotyczącą rodzajów spalania ich definicji, Zna podstawowe pojęcia związane ze spalaniem i potrafi obliczyć skład spalin. Potrafi rozpoznać zjawiska wymiany ciepła dobrać do nich odpowiednie opisy teoretyczny i na ich bazie wykonać obliczenia dotyczące strumienia ciepła i temperatur. Potrafi określić podstawowe parametry przepływu gazu, w oparciu o elementarne równania opisujące ten proces. Zna zakres stosowalności powyższej teorii do zastosowań w opisie procesów zachodzących w przestrzeni roboczej maszyny cieplnej. Zna właściwości wybranych środowisk programowania w zakresie obliczeń wymienionych procesów.
Weryfikacja: Wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane efekty kierunkowe: KMiBM2_W03, KMiBM2_W05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07, InzA_W02, InzA_W05
Efekt 1150-MB000-MZP-0214_W03
Zna procesy wymiany ciepła, przepływów gazów i spalania i zastosowanie ich teorii do opisu procesów w silniku spalinowym.
Weryfikacja: wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane efekty kierunkowe: KMiBM2_W03, KMiBM2_W05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07, InzA_W02, InzA_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt 1150-MB000-MZP-0214_U01
Potrafi przeprowadzić podstawowe obliczenia niezbędne do uwzględnienia procesów spalania, wymiany ciepła i przepływu gazów w opisie procesów zachodzących w maszynach cieplnych.
Weryfikacja: wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane efekty kierunkowe: KMiBM2_U01, KMiBM2_U14
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08, T2A_U09, InzA_U02, T2A_U18, T2A_U19