- 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-MSP-0511
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin kontaktowych-55, w tym:
a) wykład -30 godz.;
b) ćwiczenia -15 godz.;
c) konsultacje - 1 godz.;
d) egzamin - 9 godz.;
2) Praca własna studenta – 30 godzin, w tym:
a) 10 godz. – bieżące przygotowywanie się do ćwiczeń i wykładów;
b) 10 godz. - przygotowywanie się do 3 kolokwiów.;
c) 10 godz. – przygotowywanie się do egzaminu.
3) RAZEM – 85
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 2,2 punktów ECTS – liczba godzin kontaktowych-55, w tym:
a) wykład -30 godz.;
b) ćwiczenia -15 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:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia15h
- 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
- Charakterystyka 1150-MB000-MSP-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 charakterystyki kierunkowe:
KMiBM2_W03, KMiBM2_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-MSP-0511_W1
- Potrafi identyfikować procesy termodynamiczne w dziedzinie spalania, wymiany ciepła i przepływów gazów.
Weryfikacja: Wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMiBM2_W03, KMiBM2_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MB000-MSP-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 charakterystyki kierunkowe:
KMiBM2_W03, KMiBM2_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka 1150-MB000-MSP-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 charakterystyki kierunkowe:
KMiBM2_U14, KMiBM2_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: