Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Energetyka cieplna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
STCH-1-515-s
Wydział:
Energetyki i Paliw
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Leszczyński Jacek (jale@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Przedmiot o charakterze przygotowania studenta do badań. Student poznaje bilanse elementarne systemów elektrowni cieplnych.

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 Zna podstawowe bilanse elementarne dla wybranych systemów cieplnych. TCH1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W002 Zna podstawy magazynowania energii cieplnej i jej konwersji. TCH1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Potrafi przeprowadzić obliczenia bilansowe dla prostych konstrukcji urządzeń cieplnych. TCH1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U002 Potrafi obliczać efektywność energetyczną wybranych procesów cieplno-przepływowych. TCH1A_U04, TCH1A_U07 Aktywność na zajęciach,
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
30 15 15 0 0 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 Zna podstawowe bilanse elementarne dla wybranych systemów cieplnych. + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna podstawy magazynowania energii cieplnej i jej konwersji. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi przeprowadzić obliczenia bilansowe dla prostych konstrukcji urządzeń cieplnych. - + - - - - - - - - -
M_U002 Potrafi obliczać efektywność energetyczną wybranych procesów cieplno-przepływowych. - + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 60 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 30 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):

1. Podstawy przepływu masy – przepływ w kanale, równanie ciągłości strugi, równanie
Bernoullego, opory przepływu, ocena strat.
2. Podstawy przepływu ciepła – podstawowe prawa, równanie Fouriera-Kirchhoffa,
warunki graniczne.
3. Wybrane zagadnienia techniczne z przepływu ciepła – przegrody płaskie, przegrody
cylindryczne, przegrody kuliste, analiza współczynnika wnikania ciepła.
4. Obiegi termodynamiczne – obieg Clausiusa-Rankine’a, obieg Hirna, sprawność
całkowita elektrowni.
5. Realizacje techniczne obiegów termodynamicznych – zwiększenie sprawności
obiegów cieplnych w elektrowniach.
6. Bilanse substancji i energii – bilansowanie substancji, równanie zachowania energii
7. Elementy składowe siłowni cieplnej – elementy podstawowe, elementy
wspomagające, infrastruktura, węzły, schematy.
8. Przykłady realizacji siłowni kondensacyjnych, gazowo-parowych, jądrowych – układy
skojarzone gazowo-parowe, elektrownie gazowe – układy otwarte, energetyka
jądrowa, sprawność całkowita, sprawności cząstkowe.
9. Bilans kotła parowego – definicja zysków i strat, określanie sprawności kotła wg
normy.
10. Systemy wielo-generacyjne – skojarzona produkcja energii elektrycznej i ciepła,
skojarzona produkcja energii elektrycznej, ciepła i chłodu.
11. Wybrane zagadnienia z OŹE – energetyka słoneczna, bilans i sprawność
kolektorów, energetyka geotermalna, pompy ciepła
12. Magazynowanie energii cieplnej – pojemność cieplna substancji, techniki
magazynowania, dynamika magazynowania energii, przykłady realizacji.
13. Ogniwa paliwowe – zasada działania, charakterystyka ogniw, równanie Butlera-
Volmera, zastosowania ogniw w technice.
14. Efektywność energetyczna systemów cieplnych – pojęcia pierwotne, wyznaczanie
efektywności energetycznej, wymogi prawne (dyrektywy UE, ustawy, rozporządzenia,
normy), kształtowanie nawyków.
15. Wybrane środowiskowe aspekty energetyki cieplnej.

Ćwiczenia audytoryjne (15h):

Program ćwiczeń zgodny z programem wykładów, realizowany w następstwie czasu, w
formie zadań tekstowych, pracy z wykresami. Dodatkowo 1 kolokwium sprawdzające.

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 audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia audytoryjne – 1 kolokwium, wg planu ćwiczeń. Kolokwium poprawkowe po kolokwium planowanym.

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 audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa (OK) obliczana zgodnie z równaniem:
OK = C
gdzie: C – ocena z ostatniego terminu zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych.

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

Student wyrównuje zaległości na kolokwiach poprawkowych lub za zgodą prowadzącego ćwiczenia może przystąpić do zaliczenia ćwiczeń w innych terminach.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Wymagana znajomość: podstaw fizyki, podstaw chemii, termodynamiki, podstaw energetyki, algebry,
analizy matematycznej, mechaniki i wytrzymałości materiałów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.Chmielniak T., Technologie energetyczne, WNT, Warszawa 2008
2.Chmielniak T., Uruski J., Siłownie cieplne, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1987
3.Energy Technology Perspectives, Int. Energy Agency, http://www.iea.org/etp/
4.Jastrzębska G., Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne, WNT, Warszawa 2007
5.Kostowski E., Przepływ ciepła, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2000
6.Kumar P., Training Manual on Energy Efficiency, Asian Productivity Organization, 2010, ISBN 92-833-
7084-8
7.Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F.: Elektrownie, WNT, Warszawa 2010
8. Lewandowski W.,M., Proekologiczne odnawialne źródła energii, WNT, Warszawa 2007
9. Nehrebecki L., Elektrownie cieplne, WNT, Warszawa 1974
10. Recknagel A., Sprenger S., Schramek J., Kompendium wiedzy. Ogrzewnictwo, klimatyzacja, ciepła woda, chłodnictwo, Omi Scala, Wrocław, 2008/2009
11. Słupek S., Nocoń J., Buczek A.: Technika Cieplna, Skrypt Uczelniany AGH, Kraków 2002

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Leszczyński J., Estimation of energy dissipation during multiparticle contacts in 1D simulations of a
granular material, Archives of Thermodynamics 25(1), 2004, 21-40
2. Gajewski W., Kijo-Kleczkowska A., Leszczyński J.S. (33%), Analysis of cyclic combustion of solid fuels,
Fuel 88(2), 2009, 221-234
3, Leszczyński J.S., Basic boiler cumulative distributions (fly ash, circulating material, bottom ash) – oxy
fuel and classical combustion conditions, Powder Technology 249, 2013, 536-548
4. Błaszczuk A., Żyłka A., Leszczyński J., Simulation of mass balance behavior in a large-scale circulating fluidized bed reactor, Particuology 25, 2016, 51–58
5. Leszczyński J., Olszewski M., Kastelik K., Gryboś D., Tomasik B., Kamiński R., Plewa A., Mermer P.,
Rygał R., Soiński M., Konstrukcja i funkcje demonstratora technologii przeznaczonego do odzysku
energii odpadowej powietrza sprężonego i jej przemiany w energię elektryczną, Biuletyn Polskiego
Stowarzyszenia Wodoru i Ogniw Paliwowych 10, 2016, 80–87
6. Leszczyński J., Kastelik K., Kamiński R., Tomasiak B., Gryboś D., Olszewski M., Plewa A., Mermer P.,
Rygal R, Soiński M., Some harvesting system transforming energy wastes of compressed air to
electricity, Proc. of Energy and Fuels 2016 Conference, E3S Web of Conferences 14, 01036, 2017, DOI:
10.1051/ 71401036

Informacje dodatkowe:

Brak