Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Modelowanie systemów energetycznych
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-2-337-SM-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
Madejski Paweł (madejski@agh.edu.pl)
Module summary

W trakcie zajęć student pozna podstawy metod modelowania systemów energetycznych oraz uzyska specjalistyczną wiedzę o modelowaniu termodynamicznym (0D/1D) bloków energetycznych. Nauczy się tworzyć model, przeprowadzać symulacje pracy bloku, analizować i weryfikować wyniki modelowania.

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 posiada wiedzę o wpływie pracy systemów energetycznych na środowisko MBM2A_K08, MBM2A_K02, MBM2A_K01, MBM2A_K07 Execution of exercises,
Execution of a project,
Test,
Activity during classes
M_K002 Student posiada umiejętności wykorzystania narzędzi komputerowych stosowanych w branży i na rynku pracy MBM2A_K08, MBM2A_K02, MBM2A_K01, MBM2A_K07 Activity during classes,
Execution of exercises,
Execution of a project,
Report,
Test
Skills: he can
M_U001 Student posiada umiejętności przeprowadzania symulacji z wykorzystaniem oprogramowania do modelowania termodynamicznego MBM2A_U13, MBM2A_U02, MBM2A_U01, MBM2A_U21, MBM2A_U24, MBM2A_U16, MBM2A_U14, MBM2A_U03, MBM2A_U10, MBM2A_U27, MBM2A_U08 Execution of exercises,
Execution of a project,
Report,
Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student ma podstawową wiedzę z zakresu modelowania procesów i obiegów termodynamicznych MBM2A_W16, MBM2A_W02, MBM2A_W13, MBM2A_W03, MBM2A_W14, MBM2A_W04 Execution of exercises,
Execution of a project,
Report,
Test
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu zastosowania modelowania termodynamicznego do analiz i symulacji pracy układów energetycznych MBM2A_W17, MBM2A_W03, MBM2A_W14, MBM2A_W04 Execution of exercises,
Execution of a project,
Report,
Test
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
28 14 0 0 14 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 posiada wiedzę o wpływie pracy systemów energetycznych na środowisko - - - + - - - - - - -
M_K002 Student posiada umiejętności wykorzystania narzędzi komputerowych stosowanych w branży i na rynku pracy + - - - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student posiada umiejętności przeprowadzania symulacji z wykorzystaniem oprogramowania do modelowania termodynamicznego - - - + - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student ma podstawową wiedzę z zakresu modelowania procesów i obiegów termodynamicznych + - - + - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu zastosowania modelowania termodynamicznego do analiz i symulacji pracy układów energetycznych - - - + - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 58 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 h
Preparation for classes 8 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 h
Realization of independently performed tasks 6 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 4 h
Module content
Lectures (14h):

1. Narzędzia komputerowe i modelowanie w energetyce
2. Podstawowe własności i budowa układów energetycznych
3. Zasady modelowania i bilansowania bloków energetycznych
4. Metody numeryczne w modelowaniu systemów energetycznych
5. Metody modelowania podstawowych komponentów bloków energetycznych
6. Metody optymalizacji w modelowaniu pracy systemów energetycznych

Project classes (14h):

1. Modelowanie obiegów termodynamicznych stosowanych w energetyce
2. Modelowanie pracy elektrowni parowej
3. Modelowania pracy elektrociepłowni parowej
4. Modelowanie pracy hierarchicznych układów energetycznych

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:

Zaliczenie wykładów i części teoretycznej (T) w formie kolokwium końcowego. Zaliczenie ćwiczeń projektowych (P) poprzez uzyskanie pozytywnych ocen ze sprawozdań podsumowujących zrealizowane na zajęciach projekty.
Zaliczenia poprawkowe organizowane są dla osób, które nie uzyskały pozytywnej oceny z części teoretycznej (T) i projektowej (P). Zaliczenie poprawkowe dla ćwiczeń projektowych polega na zrealizowaniu projektów, wykonaniu i dostarczeniu sprawozdania podsumowującego realizowane zadania projektowe.
Ocena z części teoretycznej (T) i projektowej (P) jest średnią poszczególnych ocen ze wszystkich terminów.
Procent uzyskanych punktów z części teoretycznej przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.
Brak egzaminu.

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 obliczana jest jako średnia ważona z ocen uzyskanych z części teoretycznej (T) i ćwiczeń projektowych (P):
OK = 0,3·T + 0,7·P

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

Samodzielna praca studenta, poprzez realizacje zdefiniowanego zadania projektowego. Wsparcie ze strony prowadzącego zajęcia poprzez określenie zakresu, weryfikacji postępu prac i otrzymanych wyników dla powstałych zaległości.

Prerequisites and additional requirements:

Podstawowa wiedza z zakresu termodynamiki, technologii energetycznych, maszyn i urządzeń energetycznych, elektrowni i elektrociepłowni.

Recommended literature and teaching resources:

1) Taler J. (Red.), Procesy cieplne i przepływowe w dużych kotłach energetycznych, modelowanie i monitoring. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011
2) Chmielniak T., Technologie energetyczne. WNT, Warszawa 2008
3) Taler D. Dynamika rurowych wymienników ciepła. Uczelnianie Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2009
4) Taler J., Duda P., Rozwiązywanie prostych i odwrotnych zagadnień przewodzenia ciepła, WNT, Warszawa 2003
5) Badur J., Numeryczne modelowanie zrównoważonego spalania w turbinach gazowych. Wydawnictwa IMP PAN, Gdańsk 2003
6) Stanek W., Analiza egzergetyczna w teorii i praktyce. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2016.
7) Malewicz W., Zbiór zadań z gospodarki energetycznej w elektrowniach cieplnych i elektrociepłowniach, Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 1997
8) Szargut J., Ziębik A., Podstawy energetyki cieplnej. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000
9) Szargut J., Guzik A., Górniak H., Zadania z termodynamiki technicznej. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1998
10) Taler D., Numerical Modelling and Experimental Testing of Heat Exchangers, Springer 2019
11) Cengel Y. Boles M., Kanoglu M., Thermodynamics, an engineering approach (9ed.). McGraw Hill, New York, USA 2019
12) Klein S., Nellis G., Thermodynamics. Cambridge University Press, New York, USA 2012
13) Kitto J.B., Stultz S.C., Steam its generation and use. The Babcock & Wilcox Company, Ohio USA 2005
14) Zhang D. (Red.), Ultra-supercritical coal power plants. Woodhead Publishing, UK 2013
15) Alobaid F., Numerical simulation for next generation thermal power plants. Springer 2018
16) Raja A.K., Srivastava A.P., Dwivedi M., Power Plant Engineering. New Age International (P) Ltd. New Delhi 2006
17) Madejski P. (Red.), Thermal Power Plants, New Trends and Recent Developments. IntechOpen, Craotia 2018

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

1) Modliński N., Szczepanek K., Nabagło D., Madejski P., Modliński Z., Mathematical procedure for predicting tube metal temperature in the second stage reheater of the operating flexibly steam boiler, 2019, Applied Thermal Engineering 146, pp. 854-865
2) Madejski P., Taler D., Taler J., Numerical model of a steam superheater with a complex shape of the tube cross section using Control Volume based Finite Element Method, 2016, Energy Conversion and Management 118, pp. 179-192
3) Madejski P., Janda T., Taler J., Nabagło D., Węzik R., Mazur M., Analysis of fouling degree of heating surfaces in a pulverized coal fired boiler, 2018, Journal of Energy Resources Technology – Transaction of the ASME, 140(3), pp. 1-8
4) Madejski P., Żymełka P., Węzik R., Kubiczek H., Gas fired plant modeling for monitoring and optimization of electricity and heat production, 2017, Journal of Power Technologies, 97(5), pp. 455-462
5) Żymełka P., Nabagło D., Janda T., Madejski P., Online monitoring system of air distribution in pulverized coal-fired boiler based on numerical modeling, 2017, Archives of Thermodynamics, 38(4), pp. 109-125
6) Taler J., Węglowski B., Taler D., Trojan M., Sobota T., Dzierwa P., Pilarczyk M., Madejski P., Nabagło D., Method of determination of thermo-flow parameters for steam boiler, 2015, Journal of Power Technologies, 95(4), pp. 309-316
7) Taler D., Madejski P., Taler J., Modelowanie ustalonych procesów przepływowo-cieplnych w kotle fluidalnym, 2015, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika, zeszyt 87 (2) s. 169 – 179
8) Madejski P., Taler D., Korzeń A., Modelling of platen superheaters in a circulating fluidized bed boiler at different loads, 2012, Archiwum Energetyki 42(2), s. 85–92
9) Madejski P., Taler D., Thermomechanical CSM analysis of a superheater tube in transient state, 2011, Archives of Thermodynamics vol. 32(3), s. 117–126
10) Madejski P., Chłosta K., Zastosowanie modelowania komputerowego CFD do analizy przepływowej kolektora spalin, 2018, Zagadnienia budowy i eksploatacji wentylatorów (red. Marian Banaś), Monografie Katedry Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska 14, s. 117-122
11) Madejski P., Czekaj M., Witkowski K., Kubiczek H., Modelowanie matematyczne procesu inertyzacji w silosie z biomasą, 2014, Aktualne zagadnienia energetyki: praca zbiorowa. T. 2 pod red. Kazimierza Wójsa, Tomasza Tietze, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej (dysk optyczny CD), Wrocław 2014, s. 221-230

Additional information:

brak