Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Termodynamika techniczna
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
CTC-1-603-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
6
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Szczerba Jacek (jszczerb@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Kluska Stanisława (kluska@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Kyzioł Karol (kyziol@agh.edu.pl)
dr hab. inż. Stoch Paweł (pstoch@agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Szczerba Jacek (jszczerb@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

!!! To pole należy uzupełnić

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu chemii, obejmującą chemię nieorganiczną, organiczną, fizyczną i analityczną niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk chemicznych, procesów w technologiach chemicznych oraz wykonywania analiz chemicznych. TC1A_W01 Egzamin,
Kolokwium,
Projekt
M_W002 ma wiedzę w zakresie matematyki obejmującą algebrę i analizę matematyczną, w tym metody matematyczne, niezbędne do opisu procesów chemicznych i wykonywania obliczeń chemicznych TC1A_W02 Egzamin,
Kolokwium,
Projekt
Umiejętności
M_U002 rozróżnia typy reakcji chemicznych i posiada umiejętności ich doboru do realizowanych procesów chemicznych TC1A_U02 Egzamin,
Kolokwium,
Projekt
M_U005 potrafi posługiwać się wiedzą chemiczną dla opracowania, realizacji i kontroli procesów technologicznych TC1A_U05 Egzamin,
Kolokwium,
Projekt
Kompetencje społeczne
M_K002 ma świadomość ważności i zrozumienia pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej w technologii chemicznej, w tym jej wpływu na środowisko i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje TC1A_K02 Egzamin,
Kolokwium,
Projekt
M_K006 ma świadomość odpowiedzialności za zespołowo realizowane zadania TC1A_K06 Egzamin,
Kolokwium,
Projekt
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu chemii, obejmującą chemię nieorganiczną, organiczną, fizyczną i analityczną niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk chemicznych, procesów w technologiach chemicznych oraz wykonywania analiz chemicznych. + - - + - + - - - - -
M_W002 ma wiedzę w zakresie matematyki obejmującą algebrę i analizę matematyczną, w tym metody matematyczne, niezbędne do opisu procesów chemicznych i wykonywania obliczeń chemicznych + - - + - + - - - - -
Umiejętności
M_U002 rozróżnia typy reakcji chemicznych i posiada umiejętności ich doboru do realizowanych procesów chemicznych - - - - - - - - - - -
M_U005 potrafi posługiwać się wiedzą chemiczną dla opracowania, realizacji i kontroli procesów technologicznych - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K002 ma świadomość ważności i zrozumienia pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej w technologii chemicznej, w tym jej wpływu na środowisko i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje - - - - - - - - - - -
M_K006 ma świadomość odpowiedzialności za zespołowo realizowane zadania - - - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
  1. 1. Wiadomości wstępne.

    Podstawowe pojęcia: termodynamika, warunki procesu, klasyfikacja termodynamiki, układ termodynamiczny, parametry stanu, przemiana termodynamiczna, równowaga termodynamiczna, proces odwracalny, proces nieodwracalny, zerowa zasada termodynamiki. Jednostki podstawowe i uzupełniające układu SI.

  2. 2. Zasady termodynamiki.

    Energia wewnętrzna, entalpia, sposoby przekazywania energii, praca mechaniczna, ciepło, I, II i III zasada termodynamiki.

  3. 8. Piece.

    Instalacja piecowa. Źródła ciepła w piecach. Aparatura kontrolno – pomiarowa. Warunki wypalania. Kryteria klasyfikacyjne pieców. Typy pieców. Urządzenia prażalnicze.

  4. 9. Obliczanie bilansu energetycznego budynków.

    Obliczanie rocznego zużycia energii na potrzeby ogrzewania i wentylacji budynku – metoda sezonowa.

  5. 3. Prawa gazowe.

    Gazy doskonałe i gazy rzeczywiste; prawa gazowe; termiczne równanie stanu gazów – ciśnienie, temperatura, równanie Clapeyrona, prawo Avogadro; ciepło właściwe gazów. Termiczne równanie stanu gazu wilgotnego; entalpia i energia wewnętrzna gazu wilgotnego; wykres i-x powietrza wilgotnego; izobaryczne przemiany powietrza wilgotnego.

  6. 5. Spalanie.

    Źródła energii, rodzaje energii. Podstawowe pojęcia: paliwo, spalanie ( zupełne, całkowite, ciepło spalania, wartość opałowa), płomień i jego rodzaje. Spalanie dyfuzyjne. Analiza chemiczna paliw. Strumień cieplny. Bilans: substancji, energii, entalpii. Temperatura spalania i inicjowanie płomienia. Stechiometryczne spalanie paliw stałych, ciekłych i gazowych. Tlen teoretyczny. Powietrze całkowite, a stosunek nadmiaru powietrza.

  7. 7. Suszarnie.

    Kryteria klasyfikacyjne suszarni. Rodzaje suszarń dla surowców ( obrotowe, podrzutowe, rozpyłowe, pneumatyczne ). Parametry suszenia surowców. Fluidyzacja. Suszarnia fluidalna, wieżowa, fontannowa. Instalacje susząco mielące surowców. Suszarnie naturalne i półsztuczne. Suszarnie sztuczne ( o pracy okresowej i ciągłej ). Suszarnie konwekcyjne, cyrkulacyjne, komorowe, tunelowe, konwejerowe. Proces autoklawizacji. Rodzaje autoklawów.

  8. 4. Wymiana ciepła.

    Sposoby wymiany ciepła: przewodzenie ciepła ( przegroda płaska, cylindryczna, współczynnik przewodzenia ciepła ), konwekcja ( swobodna, wymuszona, współczynnik konwekcyjnej wymiany ciepła, liczby Nusselta, Grashofa, Prandtla ), promieniowanie ( prawa promieniowania cieplnego, promieniowanie ciał stałych, zastępcza zdolność emisji ).

  9. 6. Operacje cieplne. Suszenie.

    Zakresy temperaturowe operacji obróbki cieplnej w ceramice. Urządzenia cieplne w ceramice. Operacje suszenia. Rodzaje mediów suszących. Parametry materiału suszonego. Wykres Moliera-Ramzina. Parametry medium suszącego. Systemy suszenia.

Ćwiczenia projektowe:
  1. Obliczanie bilansu energetycznego budynków.

    Obliczanie rocznego zużycia energii na potrzeby ogrzewania i wentylacji budynku – metoda sezonowa.

  2. Projekt wyłożeń ogniotrwałych pieców.

    Bilansu cieplny i materiałowy pieców, projektowanie izolacji termicznej.

Zajęcia seminaryjne:
  1. 15. Kolokwium.

    Kolokwium nr 3 – proces suszenia.

  2. 4. Przemiany termodynamiczne.

    Rodzaje pracy w termodynamice technicznej, charakterystyka poszczególnych przemian termodynamicznych, procesy samorzutne i niesamorzutne.

  3. 5. Kolokwium.

    Kolokwium nr 1.

  4. 3. Przepływy.

    Rozwiązywanie zadań wraz z dyskusją w zakresie przepływu medium (gaz, ciecz). Obliczenia parametrów i wielkości termodynamicznych dla różnych przemian gazu doskonałego oraz gazów rzeczywistych.

  5. 6. Spalanie paliw gazowych – zadania.

    Spalania paliw gazowych – rozwiązywanie zadań. Obliczenia minimalnego (rzeczywistego) zapotrzebowania tlenu i powietrza do spalania. Spalanie zupełne, niezupełne, całkowite i niecałkowite.

  6. 7. Spalanie paliw gazowych.

    Spalania paliw gazowych – rozwiązywanie zadań. Obliczenia składu i udziału spalin suchych i wilgotnych.

  7. 14. Bilans cieplny suszarni rzeczywistej.

    Bilans cieplny suszarni rzeczywistej – zadania.

  8. 11 i 12. Gazy wilgotne w termodynamice.

    Pojęcie gazu wilgotnego w termodynamice (wilgotność względna, wilgotność bezwzględna, zawilżenie parą), termiczne równanie stanu gazu wilgotnego, entalpia i energia wewnętrzna gazu wilgotnego, wykres i-d(x). izobaryczne przemiany powietrza wilgotnego, mieszanie strug powietrza – praca na wykresie i-d.

  9. 13. Bilans cieplny suszarni teoretycznej.

    Bilans cieplny suszarni teoretycznej – zadania.

  10. 9. Spalanie paliwa gazowych, ciekłych i stałych.

    Kolokwium nr 2 – spalanie paliwa gazowych, ciekłych i stałych.

  11. 10. Przepływ czynnika ściśliwego.

    Przepływ czynnika ściśliwego – rozwiązywanie zadań.

  12. 8. Spalania paliw ciekłych i gazowych.

    Spalania paliw ciekłych i gazowych – rozwiązywanie zadań.

  13. 2. Zasady termodynamiki.

    Rozwiązywanie zadań wraz z dyskusją w zakresie stosowania zasad termodynamiki, obliczenia zmian podstawowych funkcji stanu dla przemian termodynamicznych oraz intensywnych i ekstensywnych parametrów stanu układu.

  14. 1. Wprowadzenie do zajęć.

    Zasady organizacji przedmiotu. Termodynamika klasyczna, termodynamika techniczna i termodynamika statystyczna w opisie zjawisk; podstawowe prawa, stosowane jednostki, omówienie warunków prowadzonych procesów.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 132 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Udział w wykładach 30 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 30 godz
Udział w ćwiczeniach projektowych 15 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 25 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ok = 0,4e + 0,3p + 0,3s (gdzie Ok – ocena końcowa, e – ocena z egzaminu, p – ocena z projektu, s – ocena z seminarium).

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Student zna zagadnienia w zakresie chemii ogólnej i fizycznej, fizyki, matematyki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. J. Szargut, Termodynamika techniczna, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2005.
2. J. Szargut, A. Guzik, H. Górniak, Zadania z termodynamiki technicznej, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
3. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. 1 Podstawy fenomenologiczne, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.
4. P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
5. P. W. Atkins, Chemia fizyczna: zbiór zadań z rozwiązaniami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.
6. J. Szarawara, Termodynamika chemiczna stosowana, WNT, Warszawa 2007.
7. R. Hołyst, A. Poniewierski, A. Ciach, Termodynamika dla chemików, fizyków i inżynierów, wyd. UKSW 2005.
8. E. Kostowski, Przepływ ciepła, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2006.
9. T. Wiśniewski, Termodynamika techniczna, WNT, Warszawa 2005.
10. S. Michałowski, K. Wańkowicz, Termodynamika procesowa, WNT, Warszawa 1999.
11. S. Chudoba, Z. Kubas, K. Pytel, Elementy chemii fizycznej, UWND AGH, Kraków 2000.
12. D. Hallyday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006/2008.
13. J. Walker, Podstawy fizyki. Zbiór zadań, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.
14. T. Pawlik, I. Słomska, Technika cieplna, Skrypty Uczelniane AGH, Kraków 1979
15. T. Senkara, Obliczenia cieplne pieców grzewczych w hutnictwie, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1991.
16. S. Słupek, J. Nocoń, A. Buczek, Technika cieplna. Ćwiczenia obliczeniowe, UWND AGH, Kraków 2005.
17. M. Kieloch, S. Kruszyński, J. Boryca, Ł. Piechowicz, Termodynamika i technika cieplna. Ćwiczenia rachunkowe. Część II, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2006.
18. M. Kieloch, S. Kruszyński, J. Boryca, Ł. Piechowicz, Termodynamika i technika cieplna. Ćwiczenia rachunkowe. Część I, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2007.
19. E. Kostowski, Zbiór zadań z przepływu ciepła, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2006.
20. P. Furmański, T. Wiśniewski, J. Banaszek, Izolacje cieplne, Mechanizmy wymiany ciepła, właściwości cieplne i ich pomiary, ITC, Wydawnictwo Politechnika Warszawska, Warszawa 2006.
21. Cz. Byrdy, Ciepłochronne konstrukcje ścian zewnętrznych budynków mieszkalnych, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2006.
22. J. Piech, Operacja suszenia i suszarnie w przemyśle ceramicznym, UWND AGH, Kraków 2003.
23. J. Piech, Piece ceramiczne i szklarskie, UWND AGH, Kraków 2001.
24. J. Piech, J. Szczerba, Materiały ogniotrwałe w piecach obrotowych przemysłu cementowego, 2004.
25. Poradniki, informatory, normy i katalogi udostępnione przez prowadzących zajęcia.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak