Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Maszyny energetyczne w instalacjach HVAC
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GIKS-2-212-WK-n
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Wentylacja i klimatyzacja przemysłowa
Kierunek:
Inżynieria Kształtowania Środowiska
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Niestacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Karch Michał (karch@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Na wykładzie omawiane są podstawowe zagadnienia z zakresu maszyn energetycznych stosowanych w instalacjach HVAC, którym towarzyszą przykłady zadań rozwiązywane na ćwiczeniach projektowych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student zna budowę i zasadę działania typowych maszyn energetycznych IKS2A_W01 Kolokwium,
Odpowiedź ustna
M_W002 Student posiada wiedzę dotycząca podstawowych praw rządzących maszynami energetycznymi IKS2A_W04, IKS2A_W01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna
M_W003 Student zna sposoby pomiaru podstawowych parametrów maszyn przepływowych IKS2A_W04, IKS2A_W01, IKS2A_W05 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna
M_W004 Student rozumie wpływ doboru maszyn przepływowych na ekonomiczność projektowanej instalacji IKS2A_W04, IKS2A_W05 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Odpowiedź ustna
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi obliczyć wybrane wielkości charakteryzujące maszyny energetyczne. IKS2A_U02 Aktywność na zajęciach,
Odpowiedź ustna,
Udział w dyskusji,
Wykonanie projektu
M_U002 Student potrafi dobrać odpowiednie maszyny do istniejącej instalacji. IKS2A_U04, IKS2A_U02 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji,
Wykonanie projektu
M_U003 Student potrafi wykorzystać informacje zawarte w charakterystyce wybranej maszyny. IKS2A_U04, IKS2A_U02 Udział w dyskusji,
Wykonanie projektu
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student posiada umiejętność zespołowego rozwiązywania problemów z zakresu stosowania maszyn w instalacja HVAC IKS2A_K01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
15 6 0 0 9 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student zna budowę i zasadę działania typowych maszyn energetycznych + - - + - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę dotycząca podstawowych praw rządzących maszynami energetycznymi + - - + - - - - - - -
M_W003 Student zna sposoby pomiaru podstawowych parametrów maszyn przepływowych + - - + - - - - - - -
M_W004 Student rozumie wpływ doboru maszyn przepływowych na ekonomiczność projektowanej instalacji + - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi obliczyć wybrane wielkości charakteryzujące maszyny energetyczne. - - - + - - - - - - -
M_U002 Student potrafi dobrać odpowiednie maszyny do istniejącej instalacji. - - - + - - - - - - -
M_U003 Student potrafi wykorzystać informacje zawarte w charakterystyce wybranej maszyny. - - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student posiada umiejętność zespołowego rozwiązywania problemów z zakresu stosowania maszyn w instalacja HVAC - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 55 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 15 godz
Przygotowanie do zajęć 5 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 12 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 1 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (6h):
  1. Klasyfikacja konstrukcji technicznych. Podział maszyn energetycznych. Płynowe maszyny robocze i silniki. Maszyny przepływowe. Zasada działania maszyn przepływowych, budowa i podział. Powierzchnia prądu stosowana w maszynach krętnych. Straty wewnętrzne w stopniu. Modelowanie charakterystyki ciśnienia i mocy. Krzywe przeciążalne i nieprzeciążalne. Identyfikacja parametrów geometrycznych z krzywymi ciśnienia. Pompy i ich układy pracy. Podstawowe wielkości charakteryzujące pompę i układ pompowy. Zastosowanie równania wirnika dla pomp i sprężarek. Maksymalna wysokość ssania. Kawitacja. Zasady uruchamiania. Sprężarki i wentylatory. Podstawowe wielkości charakteryzujące sprężarki/wentylatory i ich układy pracy. Metody poprawy sprawności procesu sprężania (sprężanie wielostopniowe z chłodzeniem między-stopniowym, chłodzenie płaszczowe, ograniczenie przestrzeni szkodliwej itp.). Maszyny rotodynamiczne. Rola kierownic i dysz w kształtowaniu przepływu przez maszyny wirnikowe i ich wpływ na osiągi. Określenie reakcyjności stopnia. Turbiny gazowe i ich układy pracy. Przemiany termodynamiczne rzeczywiste i teoretyczne w turbinie gazowej – obieg turbiny gazowej. Pompy ciepła i urządzenia chłodnicze. Charakterystyka i przemiany termodynamiczne czynników niskowrzących. Podstawy wymiany ciepła; przewodzenie, konwekcja, promieniowanie. Wymienniki ciepła, klasyfikacja, obliczanie powierzchni wymiany ciepła.

  2. Klasyfikacja konstrukcji technicznych. Podział maszyn energetycznych. Płynowe maszyny robocze i silniki. Maszyny przepływowe. Zasada działania maszyn przepływowych, budowa i podział. Powierzchnia prądu stosowana w maszynach krętnych. Straty wewnętrzne w stopniu. Modelowanie charakterystyki ciśnienia i mocy. Krzywe przeciążalne i nieprzeciążalne. Identyfikacja parametrów geometrycznych z krzywymi ciśnienia. Pompy i ich układy pracy. Podstawowe wielkości charakteryzujące pompę i układ pompowy. Zastosowanie równania wirnika dla pomp i sprężarek. Maksymalna wysokość ssania. Kawitacja. Zasady uruchamiania. Sprężarki i wentylatory. Podstawowe wielkości charakteryzujące sprężarki/wentylatory i ich układy pracy. Metody poprawy sprawności procesu sprężania (sprężanie wielostopniowe z chłodzeniem między-stopniowym, chłodzenie płaszczowe, ograniczenie przestrzeni szkodliwej itp.). Maszyny rotodynamiczne. Rola kierownic i dysz w kształtowaniu przepływu przez maszyny wirnikowe i ich wpływ na osiągi. Określenie reakcyjności stopnia. Turbiny gazowe i ich układy pracy. Przemiany termodynamiczne rzeczywiste i teoretyczne w turbinie gazowej – obieg turbiny gazowej. Pompy ciepła i urządzenia chłodnicze. Charakterystyka i przemiany termodynamiczne czynników niskowrzących. Podstawy wymiany ciepła; przewodzenie, konwekcja, promieniowanie. Wymienniki ciepła, klasyfikacja, obliczanie powierzchni wymiany ciepła.

  3. Klasyfikacja konstrukcji technicznych. Podział maszyn energetycznych. Płynowe maszyny robocze i silniki. Maszyny przepływowe. Zasada działania maszyn przepływowych, budowa i podział. Powierzchnia prądu stosowana w maszynach krętnych. Straty wewnętrzne w stopniu. Modelowanie charakterystyki ciśnienia i mocy. Krzywe przeciążalne i nieprzeciążalne. Identyfikacja parametrów geometrycznych z krzywymi ciśnienia. Pompy i ich układy pracy. Podstawowe wielkości charakteryzujące pompę i układ pompowy. Zastosowanie równania wirnika dla pomp i sprężarek. Maksymalna wysokość ssania. Kawitacja. Zasady uruchamiania. Sprężarki i wentylatory. Podstawowe wielkości charakteryzujące sprężarki/wentylatory i ich układy pracy. Metody poprawy sprawności procesu sprężania (sprężanie wielostopniowe z chłodzeniem między-stopniowym, chłodzenie płaszczowe, ograniczenie przestrzeni szkodliwej itp.). Maszyny rotodynamiczne. Rola kierownic i dysz w kształtowaniu przepływu przez maszyny wirnikowe i ich wpływ na osiągi. Określenie reakcyjności stopnia. Turbiny gazowe i ich układy pracy. Przemiany termodynamiczne rzeczywiste i teoretyczne w turbinie gazowej – obieg turbiny gazowej. Pompy ciepła i urządzenia chłodnicze. Charakterystyka i przemiany termodynamiczne czynników niskowrzących. Podstawy wymiany ciepła; przewodzenie, konwekcja, promieniowanie. Wymienniki ciepła, klasyfikacja, obliczanie powierzchni wymiany ciepła.

Ćwiczenia projektowe (9h):

Dobór pompy do instalacji, w tym określanie maksymalnej wysokości ssania pompy. Powiązanie parametrów geometrycznych i kinetycznych z osiągami pompy wyporowych. Procesy termodynamiczne w sprężarkach (modele rzeczywiste i teoretyczne sprężania, wykres indykatorowy sprężarki tłokowej). Powiązanie parametrów geometrycznych i kinetycznych z osiągami sprężarek wyporowych/tłokowych. Obliczanie stopnia promieniowego w pracy silnikowej (np. turbina Francisa). Obliczanie stopnia promieniowego jako maszyna robocza (np. wentylator promieniowy). Obliczanie stopnia osiowego jako maszyna robocza (np. stopień sprężarki osiowej). Bilansowanie energii w turbinie gazowej oraz jej układach pracy (praca jako turbina mocy jedno i wielostopniowa). Parametry pracy i wskaźniki energetyczne turbin gazowych oraz ich związek z konfiguracją układu. Obiegi termodynamiczne (jednostopniowe i wielostopniowe) czynnika w urządzeniach chłodniczych i pompach ciepła. Podstawowe wielkości i wskaźniki energetyczne charakteryzujące pracę urządzeń chłodniczych i pomp ciepła.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia projektowe: W trakcie zajęć projektowych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

W przypadku nieobecności studenta na wykładach wymagane jest samodzielne uzupełnienie zaległości.
Ćwiczenia projektowe:
- Student obowiązany jest wykonać i zaliczyć projekt wskazany przez prowadzącego zajęcia.
- Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Ocena z ćwiczeń projektowych ustalana jest na podstawie ocen uzyskanych z kolokwium zaliczeniowego oraz wykonania i zaliczenia projektu.
Prowadzący zajęcia może zezwolić na poprawienie negatywnych ocen z kolokwium i zaliczenia projektu w jednym terminie poprawkowym.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Obecność obowiązkowa: Nie Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Obecność obowiązkowa: Tak Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać Rejestracja audiowizualna zajęć wymaga zgody prowadzącego.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa na podstawie zaliczenia z ćwiczeń projektowych.

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

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach obowiązkowych:
Ćwiczenia projektowe:
- Dopuszczalna jest tylko jedna nieusprawiedliwiona nieobecność na ćwiczeniach.
- Jedna nieobecność usprawiedliwiona jak i nieusprawiedliwiona na zajęciach wymaga od studenta uzupełnienia wiadomości i wykonania dodatkowego zadania ustalonego przez prowadzącego. Wszystkie wskazane przez prowadzącego zadania należy wykonać i zaliczyć.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstawowych praw fizyki.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Gundlach W.R., Podstawy maszyn przepływowych i ich systemów energetycznych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne 2008.
Janiak M., Krzyżaniak G., Urządzenia mechaniczne w inżynierii środowiska. Cz.2. Pompy, wentylatory, sprężarki. Politechnika Poznańska 1999.
Świtalski P., ABC techniki pompowej.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Propozycja stałociśnieniowej regulacji wydajności pomp wirowych — A proposal of constant-pressure regulation of impeller pumps efficiency / Marian MIKOŚ, Michał KARCH // Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa ; ISSN 0208-7448. — 2011 R. 49 nr 2, s. 28–31.
Komputerowe wspomaganie układu regulacji energooszczędnej pracy pompy wirowej — Computer assistance provided to the regulation system of the impeller pump’s energy-efficient performance / Marian MIKOŚ, Michał KARCH // Aparatura Badawcza i Dydaktyczna ; ISSN 1426-9600. — 2011 t. 16 nr 2, s. 49–54. — Bibliogr. s. 54
Głowica prerotacyjna do kształtowania pola prędkości cieczy w obszarze ssawnym pompy wirowej — Pre-rotation head in shaping liquid velocity field in the vortex pump suction area / Marian MIKOŚ, Michał KARCH // Gospodarka Wodna ; ISSN 0017-2448. — 2011 R. 71 nr 12, s. 508–511. — Bibliogr. s. 511.
Propozycja energooszczędnego sposobu regulacji pomp wirowych — The proposal of the energy-efficient way of the impeller pump regulation / Marian MIKOŚ, Michał KARCH // Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; ISSN 1732-6702. — Tytuł poprz.: Górnictwo (Kraków). — 2011 R. 35 z. 4, s. 71–77. — Bibliogr. s. 77

Informacje dodatkowe:

W trakcie semestru niektóre zajęcia w miarę możliwości mogą odbywać się na terenie zakładów produkujących bądź użytkujących omawiane maszyny.