logo
Karta przedmiotu
logo

Urządzenia energetyczne

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia: 2022/2023

Nazwa jednostki prowadzącej studia: Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Nazwa kierunku studiów: Clean Energy

Obszar kształcenia: nauki ścisłe/techniczne

Profil studiów: ogólnoakademicki

Poziom studiów: drugiego stopnia

Forma studiów: stacjonarne

Specjalności na kierunku: Hydrogen, biofuels and clean transpotration, Solar energy and heat pumps

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów: Magister

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia: Zakład Termodynamiki

Kod zajęć: 16274

Status zajęć: obowiązkowy dla programu Hydrogen, biofuels and clean transpotration, Solar energy and heat pumps

Układ zajęć w planie studiów: sem: 1 / W30 C10 L15 / 4 ECTS / E

Język wykładowy: angielski

Imię i nazwisko koordynatora 1: dr inż. Paweł Gil

Imię i nazwisko koordynatora 2: dr inż. Rafał Gałek

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Student ma pozyskać podstawową wiedzę z budowy maszyn i urządzeń stosowanych w dziedzinie technologii produkcji energii elektrycznej i ciepła i posiąść umiejętność jej stosowania w prostych zagadnieniach technicznych w zakresie tematyki przedstawionej w module.

Ogólne informacje o zajęciach: Stanowi podstawową wiedzę o budowie urządzeń i maszyn energetycznych stosowanych w technologii produkcji energii elektrycznej i cieplnej w zakładach energetyki przemysłowej.

Materiały dydaktyczne: Materiały w formie elektronicznej przekazywane w trakcie zajęć

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1 Kutz M. red. Energy and Power. John Wiley & Sons. Inc.. 2006
2 Cengel, Yunus A., Michael A. Boles, and Mehmet Kanoğlu Thermodynamics: an engineering approach. New York: McGraw-hill. 2011
3 Cengel, Y. A., and A. Ghajar Heat and Mass TransferA Practical Approach McGraw-Hill Education. New York, NY, USA. 2011
4 Tiwari, G. N., & Mishra, R. K. Advanced renewable energy sources. Royal Society of Chemistry.. 2012
Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1 Long, Chris, and Naser Sayma. Heat Transfer: Exercises. Bookboon, . 2010
2 Russell B. DeVore Practical Problems in Mathematics for Renewable Energy Technicians Cengage Learning. 2016
Literatura do samodzielnego studiowania
1 Fraden, J., & Fraden, J. Handbook of modern sensors: physics, designs, and applications. New York: Springer.. 2004

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Rejestracja na 2 semestr studiów.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Ma znajomość zagadnień omawianych na wykładach z tematyki pokrewnej w szczególności termodynamiki.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność pozyskiwania i wykorzystania informacji i oceny wartości materiałów źródłowych (literatura, Internet). Umiejętność samokształcenia się. Umiejętność obsługi komputera w systemie Windows.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Zrozumienie konieczności zdobywania i pogłębiania wiedzy oraz współpracy przy realizacji postawionych zadań.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK Student, który zaliczył zajęcia Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia Związki z KEK Związki z PRK
01 Rozróżnia i identyfikuje urządzenia w układach technologicznych siłowni gazowych, parowych i chłodniczych, turbinach wodnych, wiatrowych, systemach solarnych i potrafi określić ich sprawność energetyczną. wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium sprawdzian pisemny, raport pisemny, egzamin K_W04++
K_W08+
K_U01+++
K_U03+
K_U05++
K_U08+
K_U09+
P7S_UK
P7S_UO
P7S_UU
P7S_UW
P7S_WG
P7S_WK
02 Ma umiejętność doboru maszyn i urządzeń energetycznych do układów technologicznych produkujących energie elektryczną i cieplną. wykład, ćwiczenia rachunkowe egzamin K_W01++
K_W04++
K_W08+
K_U01+++
K_U04+
K_U05++
P7S_UK
P7S_UU
P7S_UW
P7S_WG
P7S_WK
03 Zna i umie stosować metody pomiarowe celem wyznaczenia ciepła spalania i wartości opałowej paliw gazowych, ciekłych i stałych oraz podstawowych parametrów termodynamicznych takich jak: temperatura, ciśnienie, strumień masy, moc, energia. laboratorium sprawdzian pisemny, raport pisemny K_W04+
K_W06+
K_U01+++
K_U03+
K_U08+
P7S_UK
P7S_UO
P7S_UW
P7S_WG
P7S_WK
04 Umie zastosować metody pomiarowe celem bilansowania energii dla: kotła, wymiennika ciepła i chłodziarki, turbiny wodnej i wiatrowej, systemów solarnych. laboratorium sprawdzian pisemny, referat pisemny K_W03++
K_W04++
K_U01+++
K_U03+
K_U08+
P7S_UK
P7S_UO
P7S_UW
P7S_WG
P7S_WK
05 Potrafi tworzyć prosty podstawowy model układu siłowni energetycznej i przeprowadzić obliczenia bilansowe wykorzystując program komputerowy. ćwiczenia rachunkowe, laboratorium sprawdzian pisemny, raport pisemny K_W01+
K_W04++
K_U01+++
K_U04+
K_U05+
K_U06+
P7S_UK
P7S_UU
P7S_UW
P7S_WG
P7S_WK
06 Wykazuje kreatywność doboru i wykorzystywania urządzeń energetycznych w układach energetyki cieplnej z uwzględnieniem podnoszenia efektywności energetycznej instalacji. wykład, laboratorium egzamin K_W01+
K_W04+
K_W06+
K_U01+++
K_U05++
P7S_UK
P7S_UW
P7S_WG
P7S_WK

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem. TK Treści kształcenia Realizowane na MEK
1 TK01 Rodzaje i postacie energii, przemiany energii pierwotnej w energię wtórną i jednostki energii. Zasoby energii w świecie i Polsce. Struktura zużycia pierwotnych źródeł energii. Paliwa: Spalanie paliw. Paliwa energetyczne: węgiel, ropa, gaz ziemny i metan z pokładów węgla i wysypisk komunalnych; Paliwa LPG. Biomasa. Wiadomości ogólne o maszynach i urządzeniach cieplnych; podział ze względu na typy i funkcje. Podstawowe przemiany energetyczne mające istotne znaczenie w praktyce. Współczesna elektrownia cieplna, klasyfikacja elektrowni. Blok energetyczny. Obieg porównawczy Clausiusa-Rankine'a modelujący siłownię kondensacyjną oraz maszyny i urządzenia występujące w prostej siłowni kondensacyjnej. Sprawność chwilowa obiegu. Entalpowa i entropowa analiza obiegu siłowni parowej. Charakterystyczne parametry siłowni. Moduły technologiczne parowej siłowni kondensacyjnej. Woda w energetyce. Klasyfikacja wód surowych, zanieczyszczenia. Wskaźniki jakości wody. Skrócona i pełna analiza wody. Kotły: Bilans energetyczny, sprawność i straty cieplne kotła. Oznaczenia kotłów. Wielkości charakterystyczne kotłów. Klasyfikacja kotłów parowych. Typy paleniska i rusztu: Wpływ procesu spalania paliwa w palenisku na otoczenie. Kotły pyłowe. Kotły o parametrach nadkrytycznych. Kotły fluidalne w perspektywicznych technologiach energetycznych. Młyny węglowe i ich podział. Instalacje młynowe. Budowa i zasada pracy tłokowej maszyny parowej. Wady i zalety maszyn parowych. Sprężarki i wentylatory. Wentylatory promieniowe i osiowe. Przewody wentylacyjne. Pompy, wielkości charakteryzujące, układy i podział pomp. Turbiny: turbiny parowe i wodne wraz z urządzeniami pomocniczymi. Zasada pracy akcyjnych i reakcyjnych stopni turbiny. Prosta instalacja turbiny gazowej. Sprawność energetyczna instalacji. Maszyny i urządzenia tworzące układ turbiny gazowej; sprężarka, turbina gazowa, układ spalania, przekładnie zębate oraz układy: paliwowy, chłodzenia, rozruchowy, sterowania oraz olejowy. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych turbin. Schematy układów gazowo-parowych. Zastosowanie turbin gazowych w innych dziedzinach. Silniki wiatrowe. Wiatrak, podstawy teoretyczne; współczynnik wykorzystania mocy; kryterium Betza. Wyróżnik szybkobieżności. Właściwości i podział silników spalinowych. Budowa i zasada działania tłokowych silników spalinowych. Silnik Stirlinga jako przykład silnika spalinowego zewnętrznego spalania. Elementy układów cieplnych. Wymienniki ciepła: typy, metody obliczeń cieplnych i hydraulicznych. sposoby obniżania temperatury ścianki i poprawy równomierności przepływu czynników. Regeneratory: zalety i wady, przykłady zastosowań, metody obliczeń cieplnych. Zasobniki ciepła: konstrukcje, obliczanie, przykłady zastosowań. Odwadniacze: rodzaje, schematy zabudowy. Kominy: zasada działania, ograniczenia ekologiczne. Chłodnie wody przemysłowej. Chłodnie kominowe i wentylatorowe. Urządzenia chłodnicze. Sprężarki ziębnicze: typy, przykładowe rozwiązania konstrukcyjne, zasada działania, przykłady zastosowań, wady i zalety. Absorpcyjne urządzenia chłodnicze: zasada działania, stosowane czynniki chłodnicze. Pompy grzejne: sprężarkowe, sorpcyjne i termoelektryczne. Czynniki robocze parowych pomp grzejnych. Zastosowanie pomp grzejnych. Rury cieplne i ich zastosowanie. Kolektory słoneczne. Budowa. Zastosowanie. Wytwarzanie rozproszone energii elektrycznej i ciepła. Technologie wytwarzania skojarzonego energii elektrycznej i ciepła oraz technologie wykorzystujące odnawialne źródła energii. W01-W15 MEK01 MEK02 MEK06
1 TK02 1. Informacje wstępne. BHP. Omówienie tematyki ćwiczeń laboratoryjnych realizowanych w ramach przedmiotu oraz metodyki pomiarów. 2. Badanie rurowego wymiennika ciepła. 3. Bilans energetyczny płytowego wymiennika ciepła. 4. Bilans energetyczny przepływowego podgrzewacza wody. 5. Badanie sprawności urządzenia kogeneracyjnego. 6. Pomiar współczynnika przenikania ciepła dla rury ożebrowanej. 7. Analiza termodynamiczna siłowni parowej programem komputerowym. 8. Zaliczenie L1-L8 MEK01 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
1 TK03 1. Sprężarki gazowe. 2. Spalanie paliw. 3. Obiegi porównawcze siłowni parowych i gazowych. 4. Obieg siłowni z międzystopniowym przegrzaniem pary. 5. Obieg siłowni regeneracyjnej. Obiegi rzeczywiste siłowni gazowych. 6. Obiegi silników tłokowych. 7. Współprądowe i przeciwprądowe wymienniki ciepła. 8. Kolokwium zaliczeniowe C1-C5 MEK01 MEK02 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć Praca przed zajęciami Udział w zajęciach Praca po zajęciach
Wykład (sem. 1) Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.
Uzupełnienie/studiowanie notatek: 10.00 godz./sem.
Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 1) Przygotowanie do ćwiczeń: 5.00 godz./sem.
Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 10.00 godz./sem.
Dokończenia/studiowanie zadań: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 1) Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 1) Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem.
Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 1) Przygotowanie do egzaminu: 5.00 godz./sem.
Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład Egzamin końcowy zawierający część obliczeniową oraz teoretyczną, Punktacja egzaminu: 50-60% – 3.0; 61-70% – 3.5; 71-80% – 4.0; 81-90% – 4.5; 91-100% – 5.0
Ćwiczenia/Lektorat Dwa kolokwia z zadań do rozwiązania. Punktacja kolokwium: 50-60% – 3.0; 61-70% – 3.5; 71-80% – 4.0; 81-90% – 4.5; 91-100% – 5.0
Laboratorium Pozytywne zaliczenie wszystkich zajęć laboratoryjnych zgodnie z wymogami regulaminu laboratorium. Ocena z laboratorium jest średnią z wszystkich ocen ćwiczeń laboratoryjnych.
Ocena końcowa Jest oceną z sumy: 60% oceny za egzamin, 20% z oceny z ćwiczeń i 20% z oceny za laboratorium.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1 P. Dančová; P. Gil; M. Jopek; E. Smyk The PIV Measurements of Time-Averaged Parameters of the Synthetic Jet for Different Orifice Shapes 2023
2 P. Gil Flow and heat transfer characteristics of single and multiple synthetic jets impingement cooling 2023
3 R. Gałek; P. Gil; P. Kucharski; M. Markowicz; S. Smoleń; J. Wilk Experimental Investigations of the LED Lamp with Heat Sink Inside the Synthetic Jet Actuator 2022
4 R. Gałek; P. Gil; Ł. Przeszłowski; E. Smyk Comparison of the Axial Fan and Synthetic Jet Cooling Systems 2022
5 P. Gil Czujnik temperatury 2021
6 P. Gil Dysza z przesłoną, zwłaszcza dla generatora strugi syntetycznej 2021
7 P. Gil Experimental investigation on heat transfer enhancement of air-cooled heat sink using multiple synthetic jets 2021
8 P. Gil Generator strugi syntetycznej oraz jego zastosowanie 2021
9 P. Gil Generator strugi syntetycznej z dyszą oraz sposób sterowania procesem chłodzenia poprzez dyszę generatora strugi syntetycznej 2021
10 P. Gil; J. Wilk Experimental Investigations of Different Loudspeakers Applied as Synthetic Jet Actuators 2021
11 P. Gil; M. Korzeniowski; J. Wilk Helmholtz Resonance Frequency of the Synthetic Jet Actuator 2021
12 R. Gałek; P. Gil; Ł. Przeszłowski; E. Smyk Thermal, flow and acoustic characteristics of the heat sink integrated inside the synthetic jet actuator cavity 2021
13 U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem 2021
14 H. Attariani; R. Gałek; W. Wang A thermodynamically-consistent multi-physics framework for crystallization of phase-change material 2020
15 P. Gil Wpływ kształtu przekroju poprzecznego dyszy oraz parametrów zasilających na sprawność generatora strugi syntetycznej 2020
16 P. Gil; J. Wilk Heat transfer coefficients during the impingement cooling with the use of synthetic jet 2020
17 R. Gałek; J. Wilk Numerical simulation of air flow in needle-to-cylinder electrohydrodynamic device 2020
18 R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk Urządzenia energetyczne: laboratorium 2020
19 R. Gałek; P. Gil; R. Smusz; J. Wilk Centerline heat transfer coefficient distributions of synthetic jets impingement cooling 2020
20 R. Gałek; P. Gil; Ł. Przeszłowski; E. Smyk Acoustic and Flow Aspects of Novel Synthetic Jet Actuator 2020
21 P. Gil Bluff body drag control using synthetic jet 2019
22 P. Gil Dysza generatora strugi syntetycznej oraz sposób sterowania procesem chłodzenia poprzez dyszę generatora strugi syntetycznej 2019
23 P. Gil Generator strugi syntetycznej oraz jego zastosowanie 2019
24 P. Gil Performance of special type heat sink with an integrated synthetic jet actuator 2019
25 P. Gil Przesłona dyszy, zwłaszcza generatora strugi syntetycznej 2019
26 P. Gil; E. Smyk Synthetic jet actuator efficiency based on the reaction force measurement 2019
27 P. Gil; M. Tychanicz-Kwiecień Heat transfer performance of a special type heat sink with synthetic jet cooling 2019
28 P. Gil; M. Tychanicz-Kwiecień; J. Wilk Review of High-Temperature Thermal Insulation Materials 2019
29 P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień Performance of thermal insulation fabricated by rapid prototyping technology 2019
30 P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień The design of experimental set-up for testing of heat exchangers 2019
31 R. Gałek; P. Gil; A. Mazur; M. Tychanicz-Kwiecień Wpływ ożebrowania rury na warunki wymiany ciepła przy konwekcji swobodnej w powietrzu 2019
32 R. Gałek; P. Strzelczyk Velocity profiles of an electrohydrodynamic flow generator: CFD and experiment 2019
33 U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem 2019
34 P. Bałon; P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień; J. Wilk Badania termofizyczne materiałów zmiennofazowych w aspekcie ich zastosowań w układach do odzysku ciepła odpadowego 2018
35 P. Gil Czujnik temperatury 2018
36 P. Gil Pomiary temperatury 2018
37 P. Gil Synthetic jet Reynolds number based on reaction force measurement 2018
38 P. Gil Termodynamika: pomiary 2018
39 P. Gil; M. Tychanicz Investigation of thermophysical properties of heat-insulating barrier manufactured by incremental rapid prototyping method 2018
40 R. Gałek Two-dimensional numerical simulation of a thermoelectric cooler module 2018
41 R. Gałek Wyznaczanie wykładnika adiabaty 2018
42 R. Gałek; P. Gil; K. Kiedrzyński; A. Kmieciński Operational research of ground heat pump and passive air conditioning 2018
43 R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk Efficiency of micro combined heat and power unit in real conditions 2018
44 R. Gałek; P. Gil; P. Strzelczyk; M. Szewczyk Measurement of solar radiation properties and thermal energy of the atmosphere in Rzeszow 2018