UNIWERSYTET WARMIŃSKO MAZURSKI W OLSZTYNIE

WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH

06009-10-B/13	TERMODYNAMIKA TECHNICZNA
ECTS: 5

TREŚCI WYKŁADÓW Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami Termodynamiki Technicznej: Następnie omówiona zostanie tzw. Pierwsza Zasada Termodynamiki dla układów termodynamicznych zamkniętych i otwartych. Wyjaśnione zostanie pojęcie przemiany termodynamicznej oraz cyklu tych przemian, czyli obiegu termodynamicznego. Kolejny wykład poświęcony będzie gazom doskonałym i ich przemianom. Wprowadzone zostanie pojęcie przemian odwracalnych i nieodwracalnych, a następnie pojęcia entropii oraz tzw. Drugiej Zasady Termodynamiki. Kolejne zagadnienie to: własności pary wodnej, jej przemianom, procesowi spalania oraz silnikom spalinowym. Ich działanie będzie omówione na przykładzie silnika Otto dla silników tłokowych i Braytona dla turbin gazowych. Na koniec wykładu z termodynamiki technicznej studenci zapoznają się z podstawowymi mechanizmami transportu ciepła oraz będzie krótkie wprowadzenie do energii odnawialnych. TREŚCI ĆWICZEŃ Ćwiczenia audytoryjne mają ilustrować zagadnienia omawiane na wykładzie. Zadanie będą dotyczyć więc pojęciom podstawowym jak: energia, ciepło, praca, układ termodynamiczny, przemiana termodynamiczna, pojęciu entropii itp. Przykłady rachunkowe będą dobierane tak zainteresować studentów termodynamiką. Może to być ciekawe przy omawianiu pracy takich urządzeń jak silniki spalinowe (samochodowe), turbiny parowe i gazowe. Przy zadaniach ze spalania zwróci się uwagę na produkcję dwutlenku i jego wpływ na ocieplenie atmosfery. Ćwiczenia laboratoryjne mają nauczyć podstawowych pomiarów cieplnych w zakresie pomiaru: temperatur, ciśnień, gęstości i lepkości olejów, analizy spalin oraz podstaw wymiany ciepła ZAŁOŻENIA I CELE PRZEDMIOTU JAKO EFEKTY KSZTAŁCENIA: Wiedza Po odbyciu zajęć z przedmiotu student posiada wiedzę podstawową w zakresie termodynamiki technicznej. Powinien rozumieć zagadnienia przemian energetycznych: od np. spalania węgla, poprzez przemiany termodynamiczne w obiegu cieplnym Rankina aż do produkcji energii elektrycznej. Powinien umieć sformułować bilanse energetyczne oraz rozumieć ograniczenia w zamianie energii cieplnej na energię elektryczną. Ważna i praktyczna też będzie wiedza z wymiany ciepła oraz zagadnienia energii odnawialnych. Umiejętności Po odbyciu zajęć z Termodynamiki Technicznej student posiada umiejętności do obliczania szeregu zagadnień praktycznych jak na przykład: bilansowanie różnych form energii, obliczanie masy i objętości gazów, bilansowanie energii cieplnej przekazywanej od jednego do drugiego czynnika roboczego w różnego rodzaju wymiennikach ciepła, obliczanie strat ciepła przez różnego rodzaju ścianki itp. Wiedzą którą zdobył na kursie Termodynamiki będzie również potrzebna na dalszym etapie studiów do rozwiązywania różnych zagadnień interdyscyplinarnych. Kompetencje/Postawy Student nabiera pewnej kompetencji w posługiwaniu się pojęciami z zakresu energetyki cieplnej i zjawisk związanych z energią cieplną. PRZEDMIOTY POPRZEDZAJĄCE Matematyka, mechanika techniczna. LITERATURA PODSTAWOWA 1) Staniszewski B., Termodynamika 1982, PWN , Warszawa, 2) Szargut J., Termodynamika, 2000, PWN Warszawa, 3) Wilk S., Termodynamika technmiczna, 1999, WSiP Warszawa, Rowiński R., P., Szutkowski Termodynamika - zbiór zadań, Wyd. UWM, 2003 Olsztyn. LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA 1) Pabis J., Podstawy techniki cieplnej w rolnictwie, PWRiL, 2003, Warszawa, 2) Cengel Y., Boles M., A., Thermodynamics: An Engineering Approach, Mc Graw-Hill, Boston 2002. .	Przedmiot: TERMODYNAMIKA TECHNICZNA Status przedmiotu: kierunkowy Kod ECTS: 06009-10-B/13 Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Studia: stacjonarne Poziom studiów: I stopnia rok/semestr: II / 3
		Rodzaj zajęć: wykłady, ćwiczenia audytoryjne i laboratoryjne Liczba godzin w semestrze/tygodniu: wykłady: 15/1 ćwiczenia: 15/1, laboratoria : 15/1 Metody dydaktyczne: wykłady: wykład informacyjny, ćwiczenia: ćwiczenia audytoryjne oraz ćwiczenia laboratoryjne Forma/warunki zaliczenia: Zaliczenie laboratorium oraz kolokwium z ćwiczeń audytoryjnych. Egzamin pisemny i ustny Ilość punktów ECTS: 5 Język wykładowy: polski Przedmioty wprowadzające: matematyka , mechanika techniczna Wymagania wstępne: podstawowa wiedza z matematyki, fizyki i mechaniki technicznej
		Przedmiot realizuje: Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Wydział Nauk Technicznych ul. Oczapowskiego 11E, 10-726 Olsztyn, tel.: [phone], fax: [phone] Osoba odpowiedzialna za realizację przedmiotu: Prof. dr hab. Inż. Marian Trela e-mail: [e-mail]
		Uwagi dodatkowe:

06009-10-B/13	TERMODYNAMIKA TECHNICZNA
ECTS: 5

WYKŁADY
Lp.	Treści	Ilość godzin
1	Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami Termodynamiki Technicznej jak: czynnik termodynamiczny, układ fizyczny i układ (system) termodynamiczny. Systemy: zamknięty, otwarty i adiabatyczny, energia mechaniczna, wewnętrzna i energia cieplna. Dalsze pojęcia to: przemiana termodynamiczna, praca absolutna i techniczna, praca wtłaczania i entalpia. Pojęcia związane z pomiarem ilości substancji jak: kg masy oraz kilomol i objętość molowa.	2
2	Pierwsza Zasada Termodynamiki (IZT) albo bilans energii. Różne sposoby doprowadzenia energii do systemu termodynamicznego. Energia strugi. Pierwsza Zasada Termodynamiki dla układu zamkniętego i otwartego. Perpetum mobile pierwszego rodzaju. Różniczkowe sformułowanie IZT dla układu zamkniętego. Obiegi cieplne i ich sprawność. Schematy obiegów cieplnych Otta i Rankina.	2
3	Gazy doskonałe i ich przemiany. Pojęcie gazu doskonałego (GD), jego własności oraz równania stanu dla gazu doskonałego. Charakterystyczne przemiany dla GD. Sposób obliczania ciepła i pracy dla poszczególnych przemian GD. Przemiana politropowa. Dławienie gazu doskonałego.	2
4	Przemiany odwracalne i nieodwracalne. Pojęcie entropii oraz wzrostu entropii dla układu zaizolowanego. Sformułowanie Drugiej Zasady Termodynamiki (IIZT). Perpetum mobile drugiego rodzaju. Własności pary wodnej jako czynnika termodynamicznego, obieg Rankina dla tej pary.	2
5	Zjawisko spalania paliw kopalnych. Rodzaje paliw oraz rodzaje spalania. Równania stechiometryczne. Obliczanie zapotrzebowania tlenu i powietrza do spalania. Nadmiar powietrza. Produkcja dwutlenku węgla przy spalaniu. Wartość opałowa i ciepło spalania dla paliw stałych, płynnych i gazowych. Temperatura zapłonu oraz maksymalna temperatura spalania.	2
6	Podział silników cieplnych. Silniki o spalaniu zewnętrznym oraz o spalaniu wewnętrznym. Obiegi teoretyczne silników spalinowych tłokowych. Obiegi silników turbinowych.	2
7	Wprowadzenie do zagadnień wymiany ciepła. Sposoby przekazywania energii cieplnej: przewodzenie, konwekcyjna wymiana ciepła, promieniowanie cieplne. Analogia procesów cieplnych i zjawiska przepływu prądu elektrycznego (prawo Ohma). Wprowadzenie do zagadnień energii odnawialnych: energia słońca, biomasy, geotermalna, wiatru i energia jądrowa.	3

06009-10-B/13	TERMODYNAMIKA TECHNICZNA
ECTS: 5

ĆWICZENIA AUDYTORYJNE
Lp.	Treści	Ilość godzin
1	Zadania ilustrujące podstawowe pojęcia i własności czynnika termodynamicznego. Obliczanie pracy absolutnej i pracy technicznej. Masa atomowa i masa cząsteczkowa. Obliczanie ilości substancji mierzonej przez kmole, kilogramy oraz objętość molową.	2
2	Zadania ilustujące IZT dla układu zamkniętego i otwartego.	2
3	Zadania dla gazu doskonałego (GD). Różne formy równania stanu dla GD. Obliczanie energii wewnętrznej oraz entalpii dla GD. Obliczanie własności mieszanin GD. Przemiany gazu doskonałego. Obliczanie ciepła i pracy dla tych przemian.	2
4	Zadania ilustrujące sposób obliczenia entropii dla ciał. Obliczanie produkcji entropii w układzie zamkniętym niezrównoważonym termicznie. Wykorzystanie pojęcia stopnia suchości do obliczania własności pary wodnej w obszarze dwufazowym. Obliczanie wymiennika ciepła z parą wodną.	2
5	Zadania ilustrujące wykorzystanie równań stechiometrycznych do obliczania procesu spalania. Obliczanie minimalnej ilości tlenu i powietrza do spalania. Obliczanie produkcji dwutlenku węgla przy spalaniu paliw stałych i płynnych. Obliczanie maksymalnej temperatury spalania przy różnym współczynniku nadmiaru powietrza. Spalanie w czystym tlenie.	2
6	Silniki spalinowe - obliczanie punktów charakterystycznych obiegu Otto oraz jego sprawność. Obliczanie sprawność obiegu Diesla.	2
7	Zadania ilustrujące sposoby transportu energii cieplnej na sposób: przewodzenia, poprzez konwekcję (czyli ruch płynu) oraz promieniowanie cieplne.	1
8	Kolokwium	2

06009-10-B/13	TERMODYNAMIKA TECHNICZNA
ECTS: 5

ĆWICZENIA LABORATORYJNE
Lp.	Treści	Ilość godzin
1	Wstępne informacje i zapoznanie z instrukcją BHP.	1
2	Zaznajomienie studentów z metodami pomiaru temperatutu płynów. Wykonywanie samodzielnie przez studentów pomiarów temperatury na stanowiskach laboratoryjnych.	4
3	Zaznajomienie studentów z metodami pomiaru ciśnienia płynów. Wykonywanie samodzielnie przez studentów pomiarów ciśnienia płynów na stanowiskach laboratoryjnych.	2
4	Ćwiczenia laboratoryjne ilustrujące pomiary gęstośći i lepkości płynów, na przykładzie olejów.	2
5	Ćwiczenia poświęcone pomiarom analizy składu gazów spalinowych.	3
6	Odrabianie zaległych ćwiczeń laboratoryjnych.	3

---