Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Modelowanie systemów energetycznych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-337-SM-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
Madejski Paweł (madejski@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

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.

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 ma podstawową wiedzę z zakresu modelowania procesów i obiegów termodynamicznych MBM2A_W16, MBM2A_W02, MBM2A_W13, MBM2A_W03, MBM2A_W14, MBM2A_W04 Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Kolokwium
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 Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
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 Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student posiada wiedzę o wpływie pracy systemów energetycznych na środowisko MBM2A_K08, MBM2A_K02, MBM2A_K01, MBM2A_K07 Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie projektu,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_K002 Student posiada umiejętności wykorzystania narzędzi komputerowych stosowanych w branży i na rynku pracy MBM2A_K08, MBM2A_K02, MBM2A_K01, MBM2A_K07 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie ćwiczeń,
Wykonanie projektu,
Sprawozdanie,
Kolokwium
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
28 14 0 0 14 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 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 - - - + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student posiada umiejętności przeprowadzania symulacji z wykorzystaniem oprogramowania do modelowania termodynamicznego - - - + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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 + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 58 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 godz
Przygotowanie do zajęć 8 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 6 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 4 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (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

Ćwiczenia projektowe (14h):

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

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Prezentacja multimedialna.
  • Ćwiczenia projektowe: Zajęcia z wykorzystaniem profesjonalnego oprogramowania do modelowania procesów i obiegów termodynamicznych w energetyce.
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.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Zalecana obecność.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Obecność obowiązkowa.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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

Informacje dodatkowe:

brak