Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Turbiny cieplne
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-116-SM-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Wojciechowski Jerzy (jwojcie@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć
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.
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 Posiada wiedzę o sposobach opisu matematycznego przemian energii czynników termodynamicznych w turbinach cieplnych MBM2A_W17, MBM2A_W05 Wynik testu zaliczeniowego,
Projekt,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Posiada specjalistyczną wiedzę dotyczącą zagadnień projektowania i eksploatacji turbin cieplnych. MBM2A_W05, MBM2A_W09, MBM2A_W07 Wynik testu zaliczeniowego,
Projekt,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Umie wyznaczyć podstawowe wielkości i charakterystyki dla turbin cieplnych MBM2A_U02, MBM2A_U01, MBM2A_U05, MBM2A_U03 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Potrafi zidentyfikować parametry i przyjąć założenia potrzebne do obliczeń projektowych i eksploatacyjnych turbin cieplnych. MBM2A_U02, MBM2A_U14, MBM2A_U09, MBM2A_U03 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
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 Wynik testu zaliczeniowego,
Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
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
52 26 0 0 26 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 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. + - - + - - - - - - -
Umiejętności
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. + - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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. - - - + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 109 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 52 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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

Ćwiczenia projektowe (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.

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: 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).

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

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.