Karta przedmiotu
Wymiana ciepła
Podstawowe informacje o zajęciach
Cykl kształcenia: 2019/2020
Nazwa jednostki prowadzącej studia: Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa
Nazwa kierunku studiów: Mechanika i budowa maszyn
Obszar kształcenia: nauki techniczne
Profil studiów: ogólnoakademicki
Poziom studiów: pierwszego stopnia
Forma studiów: stacjonarne
Specjalności na kierunku: Alternatywne źródła i przetwarzanie energii, Inżynieria odlewnictwa, Inżynieria spawalnictwa, Komputerowo wspomagane wytwarzanie, Napędy mechaniczne, Pojazdy samochodowe, Programowanie i automatyzacja obróbki
Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów: inżynier
Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia: Zakład Termodynamiki
Kod zajęć: 3144
Status zajęć: obowiązkowy dla specjalności Alternatywne źródła i przetwarzanie energii
Układ zajęć w planie studiów: sem: 6 / W30 C15 L15 / 5 ECTS / E
Język wykładowy: polski
Imię i nazwisko koordynatora 1: dr inż. Franciszek Wolańczyk
Terminy konsultacji koordynatora: terminy konsultacji podano na stronie WWW.
Imię i nazwisko koordynatora 2: dr hab. inż. prof. PRz Robert Smusz
Terminy konsultacji koordynatora: terminy konsultacji podano na stronie WWW.
Imię i nazwisko koordynatora 3: dr hab. inż. prof. PRz Joanna Wilk
Terminy konsultacji koordynatora: terminy konsultacji podano na stronie WWW.
semestr 6: mgr inż. Sebastian Grosicki , termin konsultacji terminy konsultacji podano na stronie WWW.
semestr 6: dr hab. inż. prof. PRz Paweł Gil , termin konsultacji terminy konsultacji podano na stronie WWW.
semestr 6: mgr inż. Maria Tychanicz-Kwiecień , termin konsultacji terminy konsultacji podano na stronie WWW.
semestr 6: dr inż. Rafał Gałek , termin konsultacji terminy konsultacji podano na stronie WWW.
Cel kształcenia i wykaz literatury
Główny cel kształcenia: Poznanie i stosowanie w praktyce inżynierskiej zasad wymiany ciepła w analizie, projektowaniu oraz eksploatacji urządzeń wymiany ciepła.
Ogólne informacje o zajęciach: Zapoznanie się z poszczególnymi mechanizmami wymiany ciepła i masy oraz analiza tych zjawisk w zagadnieniach inżynierskich.
Inne: https://www.usna.edu/Users/mecheng/adams/index2.htm
Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
| 1 | Wiśniewski Stefan, Wiśniewski Tomasz: | Wymiana ciepła | WNT. | 2014 |
| 2 | Cengel, Yunus A.: | Heat and mass transfer : a practical approach | McGraw-Hill. | 2007 |
| 3 | Holman, J.P.: | Heat transfer | McGraw-Hill International. | 2010 |
| 4 | Frank P. Incropera, i inni | Fundamentals of Heat and Mass transfer | John Wiley & Sons. | 2007 |
| 5 | Kreith, F.; Boehm, R.F, i inni: | Heat and Mass Transfer. Mechanical Engineering Handbook | Boca Raton: CRC Press . | 1999 |
| 6 | Pudlik W. | Wymiana ciepła i wymienniki ciepła | Biblioteka Główna Pol. Gdańskiej. | 2012 |
| 1 | Wolańczyk Francieszek | Wymiana ciepła. Przykłady i zadania. Materiały pomocnicze | Oficyna Wydawn.Pol. Rzesz.. | 2009 |
| 2 | Kostowski E. red. | Zbiór zadań z przepływu ciepła | Wyd. Pol. Śląskiej. | 2003 |
| 3 | Holman J.P. | Experimental Methods for Engineers | McGraw Hill. | 2012 |
| 4 | Bieniasz B. red. | Wymiana ciepła i masy : laboratorium | Oficyna Wyd. Pol. Rzeszowskiej. | 2001 |
| 5 | Furmański Piotr, Domański Roman | Wymiana Ciepła. Przykłady obliczeń i zadania | Oficyna Wyd. Pol. Warszawskiej. | 2004 |
| 6 | Wilk J., Smusz R.: | Wymiana ciepła : tablice i wykresy : materiały pomocnicze | Oficyna Wyd. PRz.. | 2009 |
| 7 | Czesław Oleśkowicz - Popiel, Janusz Wojtkowiak | Eksperymenty w wymianie ciepła | Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej. | 2007 |
| 1 | Cengel, Yunus A.: | Introduction to Thermodynamics and Heat Transfer | McGraw -Hill. | 2008 |
| 2 | John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V | A Heat Transfer Texbook | Phlogiston Press. | 2004 |
| 3 | Jan Madejski | Teoria wymiany ciepła | Wyd. Uczeln. Pol. Szczecińskiej. | 1998 |
| 4 | Kostowski E.: | Promieniowanie cieplne | Wyd. Pol. Śl.. | 2009 |
| 5 | Holman J.P. | Solutions Manual to Accompany Heat Transfer | McGraw Hill. | 2010 |
| 6 | Frank P. Incropera | Students Guide and Solution Manual to Fundamentals of Heat and Mass transfer | John Wiley & Sons. | 2007 |
| 7 | Domański R. | Wymiana ciepła. Podstawy teoretyczne. Wybrane zagadnienia. | Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa, nr 43. | 2017 |
| 8 | Domański R. | Wymiana ciepła. Wykorzystanie programu MathCad do obliczeń procesów wymiany ciepła | Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa. | 2017 |
Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych
Wymagania formalne: Wpis na semestr
Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Znajomość podstaw termodynamiki, mechaniki płynów, rachunku różniczkowego i całkowego
Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność: pozyskiwania informacji z literatury, samokształcenia się, obliczania pochodnych i całek. Rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych
Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Aktywność w ciągłym pogłębianiu wiedzy z zagadnień związanych z wymianą ciepła.
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 | Rozumie podstawowe prawa wymiany ciepła oraz potrafi je uwzględnić w analizie zagadnień inżynierskich. Potrafi analizować i rozwiązać problemy związane z przewodzeniem i przenikaniem ciepła w stanie ustalonym dla prostych geometrii, w tym również dla powierzchni ożebrowanych. Potrafi zbudować równania nieustalonej wymiany ciepła i rozwiązania dla ciał o pojemności cieplnej skupionej. | wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium | sprawdzian pisemny, raport pisemny, zaliczenie cz. pisemna. |
K_W02++ K_W05++ K_W08++ K_U01++ K_U04++ K_U08++ K_K03++ |
P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG |
| 02 | Rozumie fizyczny mechanizmu konwencji i potrafi dokonać klasyfikacji rodzajów konwekcji. Rozumie sens fizyczny bezwymiarowych liczb kryterialnych. Umie wyprowadzić równania różniczkowe konwekcyjnej wymiany ciepła. Potrafi określić wsp. przejmowania ciepła przy wykorzystaniu korelacji. | wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium | zaliczenie cz. pisemna, sprawdzian pisemny, raport pisemny |
K_W02++ K_W05++ K_W08++ K_U01++ K_U04++ K_U08++ K_K03++ |
P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG |
| 03 | Potrafi rozpoznać i sklasyfikować różne rodzaje wymienników ciepła. Rozumie wpływ zanieczyszczenia powierzchni na efektywność wymiany ciepła. Potrafi wykonać bilans energetyczny dla wymiennika ciepła. Umie uzyskać i wykorzystać wyrażenie na średnią logarytmiczną różnicę temperatury. Potrafi wykorzystać wyrażenie na efektywność wymiennika i NTU. | wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium | zaliczenie cz. pisemna, sprawdzian pisemny, raport pisemny |
K_W02++ K_W05++ K_W08++ K_U01++ K_U04++ K_U08++ K_K03++ |
P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG |
| 04 | Potrafi sklasyfikować promieniowanie elektromagnetyczne. Rozumie pojęcia ciała doskonale czarnego, szarego, natężenia promieniowania oraz intensywności promieniowania. Rozumie pojęcia emisyjności, absorpcyjności i transmisyjności. Potrafi zastosować prawo Kirchhoffa. | wykład, ćwiczenia rachunkowe, laboratorium | zaliczenie cz. pisemna, obserwacja wykonawstwa, raport pisemny |
K_W02++ K_W05++ K_W08++ K_U01++ K_U04++ K_U08++ K_K03++ |
P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG |
| 05 | Rozumie pojęcia stężenia oraz gradientu stężenia oraz sens fizyczny mechanizmu wymiany masy. Potrafi zidentyfikować analogię między wymianą masy i ciepła. Potrafi zastosować prawo Ficka. Potrafi obliczyć strumień masy dyfundujący w warunkach ustalonych. Potrafi obliczyć konwekcyjny strumień masy. Umie zidentyfikować równoczesną wymianę masy i ciepła. | wykład, ćwiczenia rachunkowe | zaliczenie cz. pisemna, sprawdzian pisemny |
K_W02++ K_W05++ K_W08++ K_U01++ K_U04++ K_U08++ K_K03++ |
P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG |
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 |
|---|---|---|---|---|
| 6 | TK01 | W01-W06 | MEK01 | |
| 6 | TK02 | W07-W09 | MEK02 | |
| 6 | TK03 | W010-W011 | MEK03 | |
| 6 | TK04 | W012-W13 | MEK04 | |
| 6 | TK05 | W14-W15 | MEK05 | |
| 6 | TK06 | C01-C07 | MEK01 MEK02 MEK04 | |
| 6 | TK07 | L01-L07 | MEK01 MEK02 |
Nakład pracy studenta
| Forma zajęć | Praca przed zajęciami | Udział w zajęciach | Praca po zajęciach |
|---|---|---|---|
| Wykład (sem. 6) | Godziny kontaktowe:
30.00 godz./sem. |
Uzupełnienie/studiowanie notatek:
10.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem. |
|
| Ćwiczenia/Lektorat (sem. 6) | Przygotowanie do ćwiczeń:
10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 6.00 godz./sem. |
Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem. |
Dokończenia/studiowanie zadań:
8.00 godz./sem. |
| Laboratorium (sem. 6) | Przygotowanie do laboratorium:
10.00 godz./sem. |
Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem. |
|
| Konsultacje (sem. 6) | Przygotowanie do konsultacji:
2.00 godz./sem. |
Udział w konsultacjach:
4.00 godz./sem. |
|
| Egzamin (sem. 6) | Przygotowanie do egzaminu:
10.00 godz./sem. |
Egzamin pisemny:
2.00 godz./sem. |
Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej
| Forma zajęć | Sposób wystawiania oceny podsumowującej |
|---|---|
| Wykład | Egzamin zaliczeniowy weryfikuje wiedzę i umiejętności obejmujące realizację modułowych efektów kształcenia: MEK01-MEK05. Ocenę: 3,0 otrzymuje student, który uzyskał 60-70% punktów, ,ocenę 4,0 student, który uzyskał 71%-80%, 4,5-81%-90%, 5,0-91%-100%. |
| Ćwiczenia/Lektorat | Sprawdziany weryfikują wiedzę i umiejętności obejmujące realizację modułowych efektów kształcenia: MEK01-MEK05. Ocenę: 3,0 otrzymuje student, który uzyskał 60-70% punktów, ,ocenę 4,0 student, który uzyskał 71%-80%, 4,5-81%-90%, 5,0-91%-100%. |
| Laboratorium | Pozytywne zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych zgodnie z wymogami regulaminu laboratorium. Ocena z laboratorium jest średnią z wszystkich ocen ćwiczeń laboratoryjnych. |
| Ocena końcowa | Ocena końcowa jest średnią ważoną: 40% oceny za wykład, 30% oceny za ćwiczenia i 30% 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. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; G. Szeliga | The Process of Bending Pipes for Components of Aircraft Frames and Trusses | 2024 |
| 2 | P. Bałon; B. Kiełbasa; M. Kloc; E. Rejman; R. Smusz; A. Szęszoł | Proces dynamicznej selekcji materiałów metalicznych wraz z ich konsolidacją | 2024 |
| 3 | P. Gil; E. Smyk; J. Wilk | Time-Averaged Parameters of the Circular Synthetic Jet for Different Dimensionless Stroke Length | 2024 |
| 4 | M. Kmiotek; R. Smusz | Effect of thin obstacles heights on heat transfer and flow characteristics in microchannels | 2023 |
| 5 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz | Research on the impact of various coating types on parts wear of certain injection pump elements | 2023 |
| 6 | P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; R. Smusz | Thermal Performance of the Thermal Storage Energy With Phase Change Material | 2023 |
| 7 | P. Bałon; M. Bembenek; B. Kiełbasa; W. Koszela; E. Rejman; R. Smusz | The Influence of Structuring Surfaces and Slide Burnishing on Tribological Properties | 2023 |
| 8 | P. Bałon; M. Bembenek; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz | Experimental and Numerical Characterizataion of Thermal Bridges in Windows | 2023 |
| 9 | P. Cichosz; M. Drajewicz; M. Góral; A. Majka; W. Nowak; J. Sęp; R. Smusz | Design of Newly Developed Burner Rig Operating with Hydrogen Rich Fuel Dedicated for Materials Testing | 2023 |
| 10 | R. Filip; R. Smusz; J. Wilk | Experimental investigations on thermal diffusivity of heterogeneous materials | 2023 |
| 11 | R. Gałek; J. Wilk | Badania ciepła właściwego materiałów niejednorodnych | 2023 |
| 12 | S. Grosicki; J. Wilk | Mass/heat transfer analogy method in the research of convective fluid flow through channels with a specific geometry | 2023 |
| 13 | F. Wolańczyk | Biopaliwa - pozyskiwanie i stosowanie | 2022 |
| 14 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz | Comparison of the open and closed profile in the PVC profiles of a window frame | 2022 |
| 15 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz | Experimental tests of window joinery in the scope of meeting technical requirements | 2022 |
| 16 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz | Influence of the shape of reinforcing window profiles on the strength and torsional stiffness of windows | 2022 |
| 17 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz | Operational tests of a distributor injection pump | 2022 |
| 18 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz | Research on the influence of machining parameters in HSC technology in the automotive industry | 2022 |
| 19 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz | Using HSM Technology in Machining of Thin-Walled Aircraft Structures | 2022 |
| 20 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; G. Szeliga | Experimental studies of thin-walled aircraft structures | 2022 |
| 21 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; G. Szeliga | The use of thin-walled milling in the technological production processes of aviation structural elements | 2022 |
| 22 | P. Bałon; B. Kiełbasa; S. Noga; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak | Analytical and Numerical Analysis of Injection Pump (Stepped) Shaft Vibrations Using Timoshenko Theory | 2022 |
| 23 | P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; R. Smusz | Case Study on the Influence of Forming Parameters on Complex Shape Part Deformation | 2022 |
| 24 | P. Bałon; E. Geurts; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; G. Szeliga | Stability analysis of high speed cutting in application to aluminum alloys | 2022 |
| 25 | 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 |
| 26 | S. Grosicki; J. Wilk | Mass/heat transfer analogy in convective fluid flow through the annular channel | 2022 |
| 27 | S. Grosicki; R. Smusz; J. Wilk | Mass/Heat Transfer Analogy Method in the Research on Convective Fluid Flow through a System of Long Square Mini-Channels | 2022 |
| 28 | M. Markowicz; E. Smyk; J. Wilk | Synthetic Jet Actuators with the Same Cross-Sectional Area Orifices-Flow and Acoustic Aspects | 2021 |
| 29 | M. Markowicz; R. Smusz; E. Smyk | Experimental study of the LED lamp | 2021 |
| 30 | P. Gil; J. Wilk | Experimental Investigations of Different Loudspeakers Applied as Synthetic Jet Actuators | 2021 |
| 31 | P. Gil; M. Korzeniowski; J. Wilk | Helmholtz Resonance Frequency of the Synthetic Jet Actuator | 2021 |
| 32 | U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk | Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem | 2021 |
| 33 | W. Frącz; G. Janowski; R. Smusz; M. Szumski | The Influence of Chosen Plant Fillers in PHBV Composites on the Processing Conditions, Mechanical Properties and Quality of Molded Pieces | 2021 |
| 34 | J. Wilk | Heat/mass transfer analogy in the case of convective fluid flow through minichannels | 2020 |
| 35 | N. Bałon; P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski | Zastosowanie cienkościennych konstrukcji integralnych w lotnictwie na przykładzie projektu SAT-AM | 2020 |
| 36 | P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski | Stress Concentration Analysis of the Injection Pump Shaft | 2020 |
| 37 | P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski | Thin-walled Integral Constructions in Aircraft Industry | 2020 |
| 38 | P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski; J. Wilk | Thermal Stratification in the Storage Tank | 2020 |
| 39 | P. Bałon; J. Cieślik; Ł. Halama; B. Kiełbasa; T. Lach; M. Lesiński; D. Łajczak; E. Rejman; R. Smusz | Process of manufacturing a tailpipe shape by cold forming in automotive industry | 2020 |
| 40 | P. Gil; J. Wilk | Heat transfer coefficients during the impingement cooling with the use of synthetic jet | 2020 |
| 41 | R. Gałek; J. Wilk | Numerical simulation of air flow in needle-to-cylinder electrohydrodynamic device | 2020 |
| 42 | R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk | Urządzenia energetyczne: laboratorium | 2020 |
| 43 | R. Gałek; P. Gil; R. Smusz; J. Wilk | Centerline heat transfer coefficient distributions of synthetic jets impingement cooling | 2020 |
| 44 | T. Bednarczyk; G. Chmiel; R. Filip; R. Smusz; J. Wilk | Experimental investigations on graphene oxide/rubber composite thermal conductivity | 2020 |
| 45 | W. Rybiński; M. Tychanicz-Kwiecień; J. Wilk | Zagadnienia wymiany ciepła i przepływów w minikanałowych wymiennikach ciepła | 2020 |
| 46 | P. Bałon; A. Burek; B. Kiełbasa; A. Kochman; E. Rejman; R. Smusz | Badania koncentracji naprężeń w wałku wysokociśnieniowej pompy wtryskowej | 2019 |
| 47 | P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak | Formowanie pojemników na materiały PCM metodą hydrotechniczną z elastomerem | 2019 |
| 48 | P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski | Efekt sprężynowania belki zderzaka samochodu osobowego dla metody formowania na zimno i na gorąco | 2019 |
| 49 | P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski | The application of thin-walled integral constructions in aviation as exemplified by the SAT-AM project | 2019 |
| 50 | P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak | A process of forming austenitic steel using a rubber membrane and oil | 2019 |
| 51 | P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak | Comparison of springback value of the selected structure element for cold forming and hot forming methods | 2019 |
| 52 | P. Gil; M. Tychanicz-Kwiecień; J. Wilk | Review of High-Temperature Thermal Insulation Materials | 2019 |
| 53 | P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień | Performance of thermal insulation fabricated by rapid prototyping technology | 2019 |
| 54 | P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień | The design of experimental set-up for testing of heat exchangers | 2019 |
| 55 | R. Smusz; J. Wilk | Liczby kryterialne w charaktersytyce wężownicowego wymiennika ciepła | 2019 |
| 56 | S. Grosicki; J. Wilk | Research difficulties in mass/heat transfer investigations with regard to compact mini-heat exchanger | 2019 |
| 57 | U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk | Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem | 2019 |