Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Turbiny cieplne
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-116-SM-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Wojciechowski Jerzy (jwojcie@agh.edu.pl)
Module summary
Studenci poznają zasadę działania turbin cieplnych, analizują pracę stopnia akcyjnego i reakcyjnego. Zapoznają się z teorią stopnia osiowego, rodzajami strat energii w stopniu. Poznają funkcjonowanie osiowych turbin wielostopniowych. Zasady projektowania turbin cieplnych. Znają budowę turbiny gazowej – sprężarki, komory spalania, turbiny. Potrafią określić ekonomiczne skutki cyklu życia turbiny. Orientują się w kierunkach rozwoju nowoczesnych turbin cieplnych na parametry ultranadkrytyczne.
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)
Social competence: is able to
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy w zakresie projektowania i eksploatacji turbin cieplnych. MBM2A_K02, MBM2A_K01, MBM2A_K07
M_K002 Jest przygotowany do działalności twórczej w działach projektowych różnych przedsiębiorstw związanych z projektowaniem, budową i eksploatacje rurociągów energetycznych. MBM2A_K01, MBM2A_K06, MBM2A_K03 Test results,
Execution of a project,
Test,
Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Umie wyznaczyć podstawowe wielkości i charakterystyki dla turbin cieplnych MBM2A_U02, MBM2A_U01, MBM2A_U05, MBM2A_U03 Test results,
Execution of a project,
Test,
Activity during classes
M_U002 Potrafi zidentyfikować parametry i przyjąć założenia potrzebne do obliczeń projektowych i eksploatacyjnych turbin cieplnych. MBM2A_U02, MBM2A_U14, MBM2A_U09, MBM2A_U03 Test results,
Execution of a project,
Test,
Activity during classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Posiada wiedzę o sposobach opisu matematycznego przemian energii czynników termodynamicznych w turbinach cieplnych MBM2A_W17, MBM2A_W05 Test results,
Project,
Test,
Activity during classes
M_W002 Posiada specjalistyczną wiedzę dotyczącą zagadnień projektowania i eksploatacji turbin cieplnych. MBM2A_W05, MBM2A_W09, MBM2A_W07 Test results,
Project,
Test,
Activity during classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
52 26 0 0 26 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy w zakresie projektowania i eksploatacji turbin cieplnych. + - - + - - - - - - -
M_K002 Jest przygotowany do działalności twórczej w działach projektowych różnych przedsiębiorstw związanych z projektowaniem, budową i eksploatacje rurociągów energetycznych. - - - + - - - - - - -
Skills
M_U001 Umie wyznaczyć podstawowe wielkości i charakterystyki dla turbin cieplnych + - - + - - - - - - -
M_U002 Potrafi zidentyfikować parametry i przyjąć założenia potrzebne do obliczeń projektowych i eksploatacyjnych turbin cieplnych. + - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę o sposobach opisu matematycznego przemian energii czynników termodynamicznych w turbinach cieplnych + - - + - - - - - - -
M_W002 Posiada specjalistyczną wiedzę dotyczącą zagadnień projektowania i eksploatacji turbin cieplnych. + - - + - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 109 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 52 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (26h):

Turbiny cieplne, definicje i klasyfikacja opis konstrukcji turbiny. Turbiny osiowe i promieniowe.- 2 h
Analiza pracy stopnia akcyjnego.- 2 h
Analiza pracy stopnia reakcyjnego.- 2 h
Stopień turbiny; przepływ przez wieniec dyszowy (łopatek kierowniczych); przepływ przez wieniec łopatek wirnikowych. – 2 h
Straty energii w stopniu turbiny, charakterystyki stopnia. 2 h
Podstawy projektowania i obliczeń stopni. 2 h
Turbiny wielostopniowe, obliczanie turbin wielostopniowych. -2 h
Przepływ pary mokrej przez ostatnie stopnie turbiny osiowej; erozja kropelkowa łopatek. -2 h
Turbiny parowe na parametry ultranadkrytyczne; charakterystyka konstrukcji. 2 h
Turbiny gazowe; sprężarki, komory spalania, turbiny. – 2 h
Obliczanie elementów turbin gazowych. 2 h
Cykl życia turbiny; wybrane zagadnienia eksploatacyjne . – 2 h
Turbiny o specjalnym przeznaczeniu (układy geotermalne, instalacje solarne). – 2 h
Kolokwium z wykładów

Project classes (26h):

Obliczanie stopnia akcyjnego – 2 h
Obliczanie stopnia reakcyjnego – 2 h
Obliczanie podstawowych parametrów turbiny parowej, wyznaczanie charakterystyk stopni turbinowych (zadanie projektowe).- 6 h
Obliczanie turbin wielostopniowych – 4 h
Turbina gazowa – wyznaczanie podstawowych parametrówm pracy – 2 h
Obliczanie sprężarki turbiny gazowej – 2 h
Komora spalania – 2 h
Turbina – 2 h
Obliczanie turbiny gazowej; parametry pracy, charakterystyki, wskaźniki eksploatacyjne (zadanie projektowe) – 4 h.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Project classes: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia projektowe zaliczane na podstawie zaliczeń z poszczególnych zadań projektowych; wysokość zaliczenia jest średnią z ocen z poszczególnych projektów. Oddanie projektu po terminie powoduje obniżenie oceny. Terminem podstawowym uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w semestrze. Student ma prawo do jednego terminu poprawkowego, w zasadniczej części sesji, w celu uzyskania zaliczenia. Niesamodzielne wykonanie projektu – skutkuje oceną 2,0 z zajęć i niezaliczeniem ćwiczeń projektowych. Przy braku zaliczenia w terminie podstawowym, przy obliczaniu wysokości zaliczenia w terminach poprawkowych uwzględniane są oceny niedostateczne (2,0).

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Project classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Method of calculating the final grade:

ocena końcowa = 0,40 oceny z kolokwium z wykładów + 0,60 oceny z ćwiczeń projektowych

Przy wyznaczaniu oceny końcowej brane są pod uwagę oceny niedostateczne (2,0) z wszystkich, niezdanych terminów kolokwium z wykładów.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Dopuszczalne są dwie nieobecności na zajęciach. Nieobecność na kolokwium powinna być usprawiedliwiona na pierwszych zajęciach po kolokwium. Przy braku usprawiedliwienia, nieobecność jest traktowana jak celowy unik i zaliczenie kolokwium odbywa się tak jak przy ocenie niedostatecznej.

Prerequisites and additional requirements:

zaliczony kurs termodynamiki, mechaniki płynów; termodynamiki w procesach energetycznych oraz spalania i wymiany ciepła

Recommended literature and teaching resources:

1. Perycz S.: Turbiny parowe i gazowe. Ossolineum, Wrocław 1992.
2. Chmielniak T., Rusin A., Czwiertnia K.: Turbiny gazowe. Ossolineum, Wrocław 2001.
3. Miller A.: Teoria maszyn wirnikowych. Zagadnienie wybrane. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2014.
4. Frąckowiak A.: Algorytmy i metody optymalizacji procesów chłodzenia łopatek turbin gazowych. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2016.
5. Chodkiewicz R.: Ćwiczenia projektowe z turbin cieplnych. WNT, Warszawa 2008.
6. Gieras M.: Komory spalania silników turbinowych. Organizacja procesu spalania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010.
7. Gieras M.: Obliczenia parametrów użytecznych lotniczych silników turbinowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2010.
8. Badur J.: Numeryczne modelowanie zrównoważonego spalania w turbinach gazowych. Wydawnictwo IMP PAN Gdańsk 2008.
9. Wojciechowski J.: Turbiny gazowe. Rozdział w Instalacje i sieci gazowe dla praktyków, ( Łaciak M. red.). Wydawnictwo VERLAG DASHOFER Warszawa 2010, ISBN 978-83-7536-012-6

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

Wojciechowski J.: Turbiny gazowe. Rozdział w Instalacje i sieci gazowe dla praktyków, ( Łaciak M. red.). Wydawnictwo VERLAG DASHOFER Warszawa 2010, ISBN 978-83-7536-012-6
Wojciechowski J., Szewczyk W.: Wykłady z termodynamiki z przykładami zadań. Część I: Procesy termodynamiczne. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo – Dydaktyczne AGH, Kraków 2007.
Wojciechowski J., Bergander M., J., Schmidt D., P., Hebert D., P., Szklarz M.: Condensing Ejektor for Secondo Step Compression In Refrigeration Cycles. 12th International Refrigeration and Air Conditioning Conference At Purdze. July 14 – 17, 2008.
Wojciechowski J., Bergander M., Butrymowicz D., Karwacki J.: :Application of two-phase ejector as second stage compressor in refrigeration cycles. ExHFT-7 : 7th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics : 28 June – 03 July 2009, Krakow, Poland. AGH University of Science and Technology Press, ISBN 978-83-7464-235-4
Wojciechowski J., Szewczyk W. : Arkusz do obliczeń temperatury spalania w programie MATHCAD. Archiwum Spalania, Kwartalnik, Polski Instytut Spalania. Warszawa 2007 s. 87- 105.

Additional information:

1. Kolokwium zaliczeniowe z wykładów obejmuje zagadnienia omówione na wykładach.
2. Kolokwium może mieć formę pytań otwartych lub być w postaci testu pojedynczego wyboru.
3. Pytanie są punktowane. Ocena pozytywna z kolokwium z wykładów jest przy sumarycznej ilości punktów równej 51%.
4. Stwierdzenie niesamodzielności wykonania zadania projektowego skutkuje oceną niedostateczną i brakiem zaliczenia przedmiotu.
5. Stwierdzenie niesamodzielności pracy lub korzystanie z niedozwolonych materiałów na kolokwium zaliczeniowym z wykładów skutkuje oceną niedostateczną, utratą terminów poprawkowych i brakiem zaliczenia z przedmiotu.
6. Przy wyznaczaniu oceny końcowej brane są pod uwagę oceny niedostateczne (2,0) z wszystkich, niezdanych terminów kolokwium zaliczeniowego z wykładów.
7. Terminem podstawowym uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w semestrze.
8. Student ma prawo do jednego terminu poprawkowego, w zasadniczej części sesji, w celu uzyskania zaliczenia.
9. Uzyskanie zaliczenia w terminie poprawkowym powinno być nie później, jak do końca podstawowej części sesji egzaminacyjnej.
10. Przy braku zaliczenia do końca zajęć w semestrze do wirtualnego dziekanatu jest wpisywana ocena 2,0 w pierwszym terminie, przy braku zaliczenia do końca pierwszego tygodnia sesji – ocena 2,0 w drugim terminie, przy braku zaliczenia do końca podstawowej części sesji – ocena 2,0 w trzecim terminie.
11. Brak zaliczenia z ćwiczeń projektowych w terminie podstawowym (2,0) jest uwzględniany do wartości zaliczenia w terminach poprawkowych.