Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
MIS-2-201-IO-n
Name:
Thermodynamics of processes
Faculty of:
Metals Engineering and Industrial Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Computational Engineering
Field of study:
Applied Computer Science
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Buczek Andrzej (buczek@agh.edu.pl)
Academic teachers:
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Skills
M_U001 Student umie zastosować prawa termodynamiki oraz bilans substancji i energii do modelowania procesów fizycznych i chemicznych, którego celem jest obliczanie bądź wyznaczanie parametrów stanowiacych założenia do projektowania urzadzeń cieplnych. IS2A_U07, IS2A_U01, IS2A_U08 Activity during classes,
Test,
Report,
Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 Student zna teoretyczne podstawy przemian termodynamicznych występujących w urządzeniach cieplnych. IS2A_W07, IS2A_W23 Examination
M_W002 Student zna zasady wyznaczania podstawowych parametrów określających stan termodynamiczny substancji oraz efekt energetyczny obiegów termodynamicznych realizowanych w urzadzeniach cieplnych. IS2A_W07, IS2A_W23 Activity during classes,
Examination,
Test
M_W003 Student zna zasady pracy cieplnej oraz budowę urządzeń w inżynierii ciepła (wymienniki ciepła, silniki cieplne, pompy ciepła, chłodziarki) oraz zna metodykę pomiaru temperatury. IS2A_W07, IS2A_W23 Examination
M_W004 Student zna podstawowe właściwości paliw oraz teoretyczne podstawy modelowania procesu spalania (w ujęciu inżynierskim) oraz kontroli procesu spalania paliw, IS2A_W07, IS2A_W23 Examination
M_W005 Student zna i rozumie termiczne techniki pomiaru wielkości cieplnych IS2A_W07, IS2A_W23 Activity during classes,
Execution of laboratory classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Skills
M_U001 Student umie zastosować prawa termodynamiki oraz bilans substancji i energii do modelowania procesów fizycznych i chemicznych, którego celem jest obliczanie bądź wyznaczanie parametrów stanowiacych założenia do projektowania urzadzeń cieplnych. - + + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna teoretyczne podstawy przemian termodynamicznych występujących w urządzeniach cieplnych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna zasady wyznaczania podstawowych parametrów określających stan termodynamiczny substancji oraz efekt energetyczny obiegów termodynamicznych realizowanych w urzadzeniach cieplnych. + + + - - - - - - - -
M_W003 Student zna zasady pracy cieplnej oraz budowę urządzeń w inżynierii ciepła (wymienniki ciepła, silniki cieplne, pompy ciepła, chłodziarki) oraz zna metodykę pomiaru temperatury. + - + - - - - - - - -
M_W004 Student zna podstawowe właściwości paliw oraz teoretyczne podstawy modelowania procesu spalania (w ujęciu inżynierskim) oraz kontroli procesu spalania paliw, + + + - - - - - - - -
M_W005 Student zna i rozumie termiczne techniki pomiaru wielkości cieplnych + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1.Układ fizyczny. Równowaga termodynamiczna. Materia, substancja i masa. Ciśnienie. Zerowa zasada termodynamiki. Temperatura.
2.Mieszanina gazów (roztwór). Skład roztworu, udział masowy, molowy i objętościowy oraz relacje między udziałami. Prawo Daltona.
3.Zasada zachowania ilości substancji. Bilans substancji i masy w analizie pracy urzadzeń cieplnych.
4.Ciepło, ciepło właściwe, średnie i rzeczywiste, metody obliczeń. Graficzna interpretacja średniej pojemności cieplnej.
5.Termiczne równanie stanu gazu doskonałego. Termiczne równanie stanu gazu rzeczywistego. Praktyczne zastosowanie Termiczne równanie stanu.
6.Praca przetłaczania, użyteczna, bezwzględna i techniczna. Pojęcie funkcji stanu. Energia wewnętrzna gazu doskonałego. Doświadczenie Joule’a i Gay-Lussaca. Entalpia. Składniki energii układu
7.I zasada termodynamiki. Bilans energii układu zamkniętego i otwartego. Sprawność cieplna. Bilans energii w analizie pracy urzadzeń cieplnych.
8.Przemiany odwracalne, entropia, druga zasada termodynamiki,obieg Carnota,silnik Stirlinga, ziębiarka i pompa ciepła.
9.Termodynamika procesu przetwarzania wody ciekłej w parę przegrzaną, budowa i zasada działania kotła parowego i turbiny parowej. Obieg elektrowni i elektrociepłowni parowej.
10.Procesy suszenia, nawilżanie i mieszania strumieni gazu w klimatyzacji.
11.Charakterystyka paliw, ciepło spalania i wartość opałowa, stechiometria w modelowaniu matematycznym procesu spalania paliw.
12. Kontrola procesu spalania. Podstawy technik procesu spalania paliw.

Auditorium classes:

1. Opracowanie algorytmu obliczeń parametrów niezbednych w obliczeniach cieplnych przy projektowaniu pieców grzewczych oraz implementacja tych algorytmów:
a)algorytm obliczeń ilości paliwa na podstawie sprawności cieplnej pieca,
b)algorytm obliczeń strumienia i składu chemicznego spalin oraz powietrza spalania z wykorzystaniem modelu procesu spalania opisanego równaniami stechiometrycznymi,
c) algorytm obliczeń temperatury spalin za komorą pieca z wykorzystaniem bilansu cieplnego pieca.
d) algorytm obliczeń rzeczywistej prędkości spalin w kanale spalinowym (dla potrzeb obliczeń oporów przepływu) z wykorzystaniem termicznego równania stanu gazów doskonałych i półdoskonałych.
2. Opracowanie algorytmu obliczeń parametrów niezbednych w analizie pracy cieplnej pieców grzewczych oraz implementacja tych algorytmów:
a) algorytm obliczeń strumienia spalin i powietrza spalania z bilansu substancji.
b) algorytm obliczeń straty ciepła piec grzewczy-otoczenie z wykorzystaniem bilansu energii pieca.

Laboratory classes:

1.Pomiar temperatury z wykorzystaniem czujników termoelektrycznych i rezystancyjnych
2.Pomiar temperatury metodami optycznymi (pirometria i termowizja)
3.Badania i obliczenia bilansowe kotła wodnego
4.Wyznaczanie ciepła spalania i wartości opałowej gazu ziemnego
5.Wyznaczanie stosunku nadmiaru powietrza przy spalaniu gazu ziemnego

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 112 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Preparation for classes 30 h
Participation in auditorium classes 9 h
Participation in laboratory classes 9 h
Participation in lectures 18 h
Realization of independently performed tasks 30 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 14 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Oceny z ćwiczeń audytoryjnych ©i laboratoryjnych (L) oraz z egzaminu (E) obliczane są następująco: udział procent uzyskanych punktów w procentach (skala 0-100%) przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona powyższych ocen:
OK = 0.4 C + 0.3 L + 0.3 E

Prerequisites and additional requirements:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Recommended literature and teaching resources:

1. Szargut J.: Termodynamika techniczna, Wyd. Polit. Śl., Gliwice, 2000
2. Styrylska T.,Termodynamika: podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych Wyd. Polit. Krak. Kraków, 2004
3. Tomeczek J.: Termodynamika, Wydaw. Polit. Śl., Gliwice, 1999
4. Rolle Kurt C., Thermodynamics and heat power. Upper Saddle River, Columbus. Pearson Prentice Hall, 2005
5. Słupek S., Nocoń J., Buczek A.: Technika Cieplna. Skrypt AGH, nr 1676, 2005

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Investigation of heat transfer coefficient during quenching in various cooling agents / A. BUCZEK, T. TELEJKO // International Journal of Heat and Fluid Flow ; ISSN 0142-727X. — 2013 vol. 44, s. 358–364.
2. Experimental and numerical determination of heat transfer coefficient between oil and outer surface of monometallic tubes finned on both sides with twisted internal longitudinal fins / A. SZAJDING, T. TELEJKO, R. STRAKA, A. GOŁDASZ // International Journal of Heat and Mass Transfer ; ISSN 0017-9310. — 2013 vol. 58 no. 1–2, s. 395–401.
3. Wpływ wyłożenia ogniotrwałego pieca na proces nagrzewania wsadu — The influence of refractory lining on the charge temperature field / Artur SZAJDING, Marcin RYWOTYCKI, Andrzej GOŁDASZ, Robert STRAKA, Wojciech JERZAK // Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Seria: Mechanika ; ISSN 0137-2335. — 2015 z. 267, s. 91–96.

Additional information:

None