Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Energetyka (S2)
specjalność: energetyka odnawialnych źródeł energii

Sylabus przedmiotu Projektowanie i modelowanie kotłów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Energetyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów nauk technicznych
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Projektowanie i modelowanie kotłów
Specjalność energetyka konwencjonalna
Jednostka prowadząca Katedra Techniki Cieplnej
Nauczyciel odpowiedzialny Tomasz Kujawa <Tomasz.Kujawa@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 6,0 ECTS (formy) 6,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA2 15 2,00,30zaliczenie
projektyP2 30 2,00,30zaliczenie
wykładyW2 30 2,00,40zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Termodynamika, podstawy techniki cieplnej, wymiana ciepła.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Omówienie podstawowych zasad budowy i eksploatacji kotłów parowych i wodnych oraz wpływu parametrów konstrukcyjnych i termodynamicznych na efektywność zachodzących w nich procesów cieplnych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Ćwiczenia rachunkowe podejmujące tematykę wykładów15
15
projekty
T-P-1Projekt kotła energetycznego30
30
wykłady
T-W-1Pojęcia podstawowe, parametry kotłów, wymagania UDT. Czynniki robocze (woda, para wodna), wymagania, kontrola jakości. Paliwa kotłowe i spalanie. Bilans cieplny kotła. Typowe konstrukcje kotłów i ich podstawowe elementy. Kotły wodne i parowe. Kotły odzysknicowe. Podgrzewacze wody i powietrza. Przegrzewacze pary. Metody regulacji temperatury przegrzania pary. Paleniska. Odżużlanie i odpopielanie. Urządzenia do osuszania pary. Zasilanie wodne kotła. Rodzaje i charakterystyka obiegów wodno-parowych. Armatura i aparatura pomiarowa. Podstawowe zagadnienia eksploatacyjne. Sprawności kotłów i sposoby jej podwyższania. Zmiany w konstrukcji i eksploatacji kotłów celem wypełnienia wymogów ekologicznych. Metody analityczne obliczania komór spalania kotłów. Obliczenia przepływowo-cieplne ekranów kotłów. Kotłowe wymienniki ciepła. Metody obliczeń wymienników ciepła stosowane w praktyce inżynierskiej. Obliczenia wytrzymałościowe kotłów. Analiza pracy kotłów w warunkach nieustalonych. Rozruch i wyłączanie kotła z ruchu. Przygotowanie kotła do uruchomienia. Uruchomienie kotła.30
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-A-2Praca własna25
A-A-3Studiowanie literatury15
A-A-4Konsultacje5
60
projekty
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-P-2Praca własna15
A-P-3Studiowanie literatury tematu.5
A-P-4Konsultacje10
60
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Konsultacje10
A-W-3Studiowanie literatury10
A-W-4Przygotowanie do zaliczenia przedmiotu.10
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metody podające: wykład informacyjny
M-2Metody praktyczne: wykonanie projektu.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne. System punktowy oceny sprawdzianu: ocena pozytywna uzyskanie ponad 60% punktów.
S-2Ocena podsumowująca: Projekt: poprawne wykonanie świadectwa charakterystyki energetycznej dla wybranego budynku i ustalonych założeń
S-3Ocena podsumowująca: Ćwiczenia: kolokwium sprawdzające podany zakres wiadomości. System punktowy oceniania - ocena pozytywna przy uzyskaniu ponad 60% punktów.
S-4Ocena podsumowująca: Projekt: Ocenie podlega: układ pracy tj. struktura, podział treści, kolejność rozdziałów, zawartość merytoryczna, styl, poprawność językowa, dobór, wykorzystanie i cytowanie literatury, cytowanie wzorów

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_EK/01_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie omówić i scharakteryzować rodzaje i typy urządzeń kotłowych, opisać i omówić główne elementy konstrukcyjne, wyjaśnić zasadę działania. Powinien być w stanie zdefiniować podstawowe wielkości mające wpływ na pracę urządzeń, a także sporządzić bilans cieplny, określić straty i sprawność kotła, przeprowadzić proste obliczenia cieplno-przepływowe niektórych elementów i procesów.
ENE_2A_W01, ENE_2A_W03T2A_W01, T2A_W04C-1T-W-1M-1, M-2S-1, S-4

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_EK/01_U01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć wykorzystywać i zastosować przekazaną mu wiedzę, a w szczególności analizować i oceniać pracę urządzeń kotłowych. Powinien umieć przeprowadzić niektóre proste obliczenia odnoszące się do instalacji kotłowych.
ENE_2A_U07T2A_U09, T2A_U17C-1T-A-1, T-P-1M-1, M-2S-1, S-4

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_EK/01_K01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student ma świadomość potrzeby poszerzania zdobytej wiedzy w dalszych etapach kształcenia oraz możliwości wykorzystania nabytej wiedzy w przyszłej pracy zawodowej.
ENE_2A_K05T2A_K03, T2A_K04C-1T-P-1, T-A-1, T-W-1M-2S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ENE_2A_EK/01_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie omówić i scharakteryzować rodzaje i typy urządzeń kotłowych, opisać i omówić główne elementy konstrukcyjne, wyjaśnić zasadę działania. Powinien być w stanie zdefiniować podstawowe wielkości mające wpływ na pracę urządzeń, a także sporządzić bilans cieplny, określić straty i sprawność kotła, przeprowadzić proste obliczenia cieplno-przepływowe niektórych elementów i procesów.
2,0Opanowanie materiału w zakresie poniżej 60%
3,0Opanowanie materiału w zakresie 61-68%
3,5Opanowanie materiału w zakresie 69-76%
4,0Opanowanie materiału w zakresie 77-84%
4,5Opanowanie materiału w zakresie 85-92%
5,0Opanowanie materiału w zakresie 93-100%

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ENE_2A_EK/01_U01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć wykorzystywać i zastosować przekazaną mu wiedzę, a w szczególności analizować i oceniać pracę urządzeń kotłowych. Powinien umieć przeprowadzić niektóre proste obliczenia odnoszące się do instalacji kotłowych.
2,0Opanowanie materiału w zakresie poniżej 60%
3,0Opanowanie materiału w zakresie 61-68%
3,5Opanowanie materiału w zakresie 69-76%
4,0Opanowanie materiału w zakresie 77-84%
4,5Opanowanie materiału w zakresie 85-92%
5,0Opanowanie materiału w zakresie 93-100%

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ENE_2A_EK/01_K01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student ma świadomość potrzeby poszerzania zdobytej wiedzy w dalszych etapach kształcenia oraz możliwości wykorzystania nabytej wiedzy w przyszłej pracy zawodowej.
2,0
3,0Opanowanie materiału w zakresie 61-68%
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. red. Taler J., Procesy cieplne i przepływowe w dużych kotłach energetycznych. Modelowanie i monitoring, PWN, Warszawa, 2010
  2. Kruczek S., Kotły, konstrukcja i obliczenia, Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2001
  3. Orłowski P., Dobrzański W., Szwarc E., Kotły parowe. Konstrukcja i obliczenia, WNT, Warszawa, 1979
  4. Mizielińska K., Olszak J., Parowe źródła ciepła, WNT, Warszawa, 2009

Literatura dodatkowa

  1. Turschmid R., Kotłownie i elektrociepłownie przemysłowe, Arkady, Warszawa, 1988

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Ćwiczenia rachunkowe podejmujące tematykę wykładów15
15

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Projekt kotła energetycznego30
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Pojęcia podstawowe, parametry kotłów, wymagania UDT. Czynniki robocze (woda, para wodna), wymagania, kontrola jakości. Paliwa kotłowe i spalanie. Bilans cieplny kotła. Typowe konstrukcje kotłów i ich podstawowe elementy. Kotły wodne i parowe. Kotły odzysknicowe. Podgrzewacze wody i powietrza. Przegrzewacze pary. Metody regulacji temperatury przegrzania pary. Paleniska. Odżużlanie i odpopielanie. Urządzenia do osuszania pary. Zasilanie wodne kotła. Rodzaje i charakterystyka obiegów wodno-parowych. Armatura i aparatura pomiarowa. Podstawowe zagadnienia eksploatacyjne. Sprawności kotłów i sposoby jej podwyższania. Zmiany w konstrukcji i eksploatacji kotłów celem wypełnienia wymogów ekologicznych. Metody analityczne obliczania komór spalania kotłów. Obliczenia przepływowo-cieplne ekranów kotłów. Kotłowe wymienniki ciepła. Metody obliczeń wymienników ciepła stosowane w praktyce inżynierskiej. Obliczenia wytrzymałościowe kotłów. Analiza pracy kotłów w warunkach nieustalonych. Rozruch i wyłączanie kotła z ruchu. Przygotowanie kotła do uruchomienia. Uruchomienie kotła.30
30

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-A-2Praca własna25
A-A-3Studiowanie literatury15
A-A-4Konsultacje5
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-P-2Praca własna15
A-P-3Studiowanie literatury tematu.5
A-P-4Konsultacje10
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Konsultacje10
A-W-3Studiowanie literatury10
A-W-4Przygotowanie do zaliczenia przedmiotu.10
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaENE_2A_EK/01_W01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie omówić i scharakteryzować rodzaje i typy urządzeń kotłowych, opisać i omówić główne elementy konstrukcyjne, wyjaśnić zasadę działania. Powinien być w stanie zdefiniować podstawowe wielkości mające wpływ na pracę urządzeń, a także sporządzić bilans cieplny, określić straty i sprawność kotła, przeprowadzić proste obliczenia cieplno-przepływowe niektórych elementów i procesów.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_W01Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie matematyki obejmującą: elementy matematyki stosowanej, rachunku różniczkowego oraz metody optymalizacji, w tym metody numeryczne niezbędne do: 1) Opisu i analizy działania elementów i systemów energetycznych; 2) Opisu matematycznego przebiegu procesów fizycznych, chemicznych w tym elektrochemicznych oraz procesów energetycznych
ENE_2A_W03Ma szczegółową wiedzę w zakresie zasad budowy, modelowania, projektowania i eksploatacji elementów i systemów elektroenergetycznych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
T2A_W04ma podbudowaną teoretycznie szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Omówienie podstawowych zasad budowy i eksploatacji kotłów parowych i wodnych oraz wpływu parametrów konstrukcyjnych i termodynamicznych na efektywność zachodzących w nich procesów cieplnych.
Treści programoweT-W-1Pojęcia podstawowe, parametry kotłów, wymagania UDT. Czynniki robocze (woda, para wodna), wymagania, kontrola jakości. Paliwa kotłowe i spalanie. Bilans cieplny kotła. Typowe konstrukcje kotłów i ich podstawowe elementy. Kotły wodne i parowe. Kotły odzysknicowe. Podgrzewacze wody i powietrza. Przegrzewacze pary. Metody regulacji temperatury przegrzania pary. Paleniska. Odżużlanie i odpopielanie. Urządzenia do osuszania pary. Zasilanie wodne kotła. Rodzaje i charakterystyka obiegów wodno-parowych. Armatura i aparatura pomiarowa. Podstawowe zagadnienia eksploatacyjne. Sprawności kotłów i sposoby jej podwyższania. Zmiany w konstrukcji i eksploatacji kotłów celem wypełnienia wymogów ekologicznych. Metody analityczne obliczania komór spalania kotłów. Obliczenia przepływowo-cieplne ekranów kotłów. Kotłowe wymienniki ciepła. Metody obliczeń wymienników ciepła stosowane w praktyce inżynierskiej. Obliczenia wytrzymałościowe kotłów. Analiza pracy kotłów w warunkach nieustalonych. Rozruch i wyłączanie kotła z ruchu. Przygotowanie kotła do uruchomienia. Uruchomienie kotła.
Metody nauczaniaM-1Metody podające: wykład informacyjny
M-2Metody praktyczne: wykonanie projektu.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne. System punktowy oceny sprawdzianu: ocena pozytywna uzyskanie ponad 60% punktów.
S-4Ocena podsumowująca: Projekt: Ocenie podlega: układ pracy tj. struktura, podział treści, kolejność rozdziałów, zawartość merytoryczna, styl, poprawność językowa, dobór, wykorzystanie i cytowanie literatury, cytowanie wzorów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Opanowanie materiału w zakresie poniżej 60%
3,0Opanowanie materiału w zakresie 61-68%
3,5Opanowanie materiału w zakresie 69-76%
4,0Opanowanie materiału w zakresie 77-84%
4,5Opanowanie materiału w zakresie 85-92%
5,0Opanowanie materiału w zakresie 93-100%
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaENE_2A_EK/01_U01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć wykorzystywać i zastosować przekazaną mu wiedzę, a w szczególności analizować i oceniać pracę urządzeń kotłowych. Powinien umieć przeprowadzić niektóre proste obliczenia odnoszące się do instalacji kotłowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_U07Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne – w razie potrzeby odpowiednio je modyfikując – do analizy i projektowania układów i systemów energetycznych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
T2A_U17potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację złożonych zadań inżynierskich, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów, w tym zadań nietypowych, uwzględniając ich aspekty pozatechniczne
Cel przedmiotuC-1Omówienie podstawowych zasad budowy i eksploatacji kotłów parowych i wodnych oraz wpływu parametrów konstrukcyjnych i termodynamicznych na efektywność zachodzących w nich procesów cieplnych.
Treści programoweT-A-1Ćwiczenia rachunkowe podejmujące tematykę wykładów
T-P-1Projekt kotła energetycznego
Metody nauczaniaM-1Metody podające: wykład informacyjny
M-2Metody praktyczne: wykonanie projektu.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne. System punktowy oceny sprawdzianu: ocena pozytywna uzyskanie ponad 60% punktów.
S-4Ocena podsumowująca: Projekt: Ocenie podlega: układ pracy tj. struktura, podział treści, kolejność rozdziałów, zawartość merytoryczna, styl, poprawność językowa, dobór, wykorzystanie i cytowanie literatury, cytowanie wzorów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Opanowanie materiału w zakresie poniżej 60%
3,0Opanowanie materiału w zakresie 61-68%
3,5Opanowanie materiału w zakresie 69-76%
4,0Opanowanie materiału w zakresie 77-84%
4,5Opanowanie materiału w zakresie 85-92%
5,0Opanowanie materiału w zakresie 93-100%
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaENE_2A_EK/01_K01W wyniku przeprowadzonych zajęć student ma świadomość potrzeby poszerzania zdobytej wiedzy w dalszych etapach kształcenia oraz możliwości wykorzystania nabytej wiedzy w przyszłej pracy zawodowej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_K05Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role oraz odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT2A_K03potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role
T2A_K04potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Cel przedmiotuC-1Omówienie podstawowych zasad budowy i eksploatacji kotłów parowych i wodnych oraz wpływu parametrów konstrukcyjnych i termodynamicznych na efektywność zachodzących w nich procesów cieplnych.
Treści programoweT-P-1Projekt kotła energetycznego
T-A-1Ćwiczenia rachunkowe podejmujące tematykę wykładów
T-W-1Pojęcia podstawowe, parametry kotłów, wymagania UDT. Czynniki robocze (woda, para wodna), wymagania, kontrola jakości. Paliwa kotłowe i spalanie. Bilans cieplny kotła. Typowe konstrukcje kotłów i ich podstawowe elementy. Kotły wodne i parowe. Kotły odzysknicowe. Podgrzewacze wody i powietrza. Przegrzewacze pary. Metody regulacji temperatury przegrzania pary. Paleniska. Odżużlanie i odpopielanie. Urządzenia do osuszania pary. Zasilanie wodne kotła. Rodzaje i charakterystyka obiegów wodno-parowych. Armatura i aparatura pomiarowa. Podstawowe zagadnienia eksploatacyjne. Sprawności kotłów i sposoby jej podwyższania. Zmiany w konstrukcji i eksploatacji kotłów celem wypełnienia wymogów ekologicznych. Metody analityczne obliczania komór spalania kotłów. Obliczenia przepływowo-cieplne ekranów kotłów. Kotłowe wymienniki ciepła. Metody obliczeń wymienników ciepła stosowane w praktyce inżynierskiej. Obliczenia wytrzymałościowe kotłów. Analiza pracy kotłów w warunkach nieustalonych. Rozruch i wyłączanie kotła z ruchu. Przygotowanie kotła do uruchomienia. Uruchomienie kotła.
Metody nauczaniaM-2Metody praktyczne: wykonanie projektu.
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Projekt: Ocenie podlega: układ pracy tj. struktura, podział treści, kolejność rozdziałów, zawartość merytoryczna, styl, poprawność językowa, dobór, wykorzystanie i cytowanie literatury, cytowanie wzorów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Opanowanie materiału w zakresie 61-68%
3,5
4,0
4,5
5,0