Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Energetyka (S1)

Sylabus przedmiotu Dynamika maszyn energetycznych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Energetyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Dynamika maszyn energetycznych
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Krzysztof Marchelek <Krzysztof.Marchelek@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL3 15 1,00,38zaliczenie
wykładyW3 30 2,00,62zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wymagana jest znajomość podstaw mechaniki teoretycznej oraz teorii drgań. Konieczne jest również opanowanie rachunku macierzowego oraz rachunku różniczkowego.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Głównym celem kształcenia jest zaznajomienie studentów z podstawowymi problemami związanymi z dynamiką struktur mechanicznych, jakimi są maszyny energetyczne. Większość wątków omawianych w trakcie kursu jest wspólna dla ogólnie pojętej dynamiki układów mechanicznych. Szczególna uwaga poświęcana jest natomiast specyfice maszyn wirnikowych oraz zagadnieniom związanym z ich badaniami. Umiejętność modelowania struktur wirnikowych, posadowień maszyn energetycznych oraz zaznajomienie z praktycznymi aspektami prowadzenia badań dynamicznych stanowi główny cel kształcenia.
C-2Celem zajęć praktycznych jest zaznajomienie studentów z zasadami prowadzenia eksperymentu doświadczalnego, sprzętem oraz oprogramowaniem do tego celu służącym, a także z podstawami technik przetwarzania sygnału. Kształtowane sa również dobre nawyki eksperymentatora oraz rozumienie dynamiki obiektu w ujęciu praktycznym.
C-3Celem pobocznym zajęć praktycznych jest opanowanie przez studenta kompetencje w zarządzaniu grupą ludzi pracujących nad okreslonym problemem.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Podstawy pomiarów drgań układów mechanicznych. Studium obiektu, dobór przetworników pomiarowych.2
T-L-2Doświadczalna analiza modalna łopatki wirnika turbozespołu - przeprowadzenie eksperymentu.3
T-L-3Wyznaczenie postaci drgań łopatki wirnika. Określenie wpływu zużycie łopatki na jej dynamikę.3
T-L-4Wyważanie dynamiczne wirników3
T-L-5Układy eliminacji drgań - podstawy syntezy modalnej.2
T-L-6Wibroizolacja maszyn wirnikowych. Określanie form drgan postumentów maszyn wirnikowych.2
15
wykłady
T-W-1Idealizacja układów rzeczywistych. Zasady budowy modeli fizycznych.2
T-W-2Wybrane zagadnienia dynamiki punktu materialnego i układów punktów materialnych, stopnie swobody, współrzędne uogólnione, więzy, przesunięcie przygotowane, zasada prac przygotowanych, zasada d’Alemberta.4
T-W-3Metody układania równań ruchu (modelowanie matematyczne) – równania Lagrange’a II-go rodzaju, metoda sił i przemieszczeń.2
T-W-4Drgania układów o jednym stopniu swobody – drgania swobodne, drgania wymuszone.4
T-W-5Drgania układów o wielu stopniach swobody. Wartości własne i wektory własne.2
T-W-6Analiza modalna dyskretnego układu masowo - sprężystego.2
T-W-7Obroty krytyczne wałów i wirników. Dynamika wirnika z jedną tarczą.4
T-W-8Obroty krytyczne I-go rodzaju. Obroty krytyczne II-go rodzaju.2
T-W-9Drgania skrętne układu korbowego.2
T-W-10Wyważanie dynamiczne wirników.2
T-W-11Eliminatory i tłumiki drgań.2
T-W-12Wibroizolacja maszyn energetycznych.2
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Przygotowywanie raportów z zajęć.8
A-L-3Konsultacje.2
25
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Studia literaturowe3
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia końcowego.5
A-W-4Samodzielne rozwiązywanie zadań problemowych.8
A-W-5Konsultacje.4
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metoda podająca - wykład informacyjny.
M-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe.
S-2Ocena formująca: Sprawdzenie stanu przygotowania studentów w zakresie teorii koniecznej do prawidłowego przeprowadzenia zajęć praktycznych.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca - raporty z badań.
S-4Ocena formująca: Ocena poprawności wykonywanych czynności w trakcie zajęć laboratoryjnych.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_1A_C13_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć podstawową wiedze na temat dynamiki maszyn energetycznych. Powinien rozumieć specyfikę maszyn wirnikowych oraz rozumieć ograniczenia metod badawczych oraz narzedzi analitycznych w modelowaniu tego typu struktur.
ENE_1A_W02, ENE_1A_W11C-1T-W-11, T-W-2, T-W-9, T-W-6, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-8, T-W-10, T-W-1, T-W-12, T-W-7M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_1A_C13_U01
W wyniku odbycia zajęć laboratoryjnych student powinien umieć dokonać analizy badanego obiektu pod kątem jego dynamiki, dobrać elementy toru pomiarowego, ustalić parametry przetwarzania sygnału oraz przeprowadzić pomiar. Powinien również umieć dokonać prostych analiz uzyskanych rezultatów i wyciągac na ich podstawie logiczne wnioski.
ENE_1A_U03, ENE_1A_U14, ENE_1A_U21C-2T-L-4, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-5, T-L-6M-2S-2, S-3

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_1A_C13_K01
Zajęcia laboratoryjne wymagają umiejętności pracy w grupie i wykrozystani potencjału członków grupy.
ENE_1A_K04, ENE_1A_K07C-3T-L-4, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-5, T-L-6M-2S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_1A_C13_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć podstawową wiedze na temat dynamiki maszyn energetycznych. Powinien rozumieć specyfikę maszyn wirnikowych oraz rozumieć ograniczenia metod badawczych oraz narzedzi analitycznych w modelowaniu tego typu struktur.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystac.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary jej stosowania.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_1A_C13_U01
W wyniku odbycia zajęć laboratoryjnych student powinien umieć dokonać analizy badanego obiektu pod kątem jego dynamiki, dobrać elementy toru pomiarowego, ustalić parametry przetwarzania sygnału oraz przeprowadzić pomiar. Powinien również umieć dokonać prostych analiz uzyskanych rezultatów i wyciągac na ich podstawie logiczne wnioski.
2,0Ma istotne braki w przygotowaniu teoretycznym. Nie kojarzy pojęć. Nie potrafi poprawnie rozwiązywać postawionych przed nim zadań.
3,0Student rozwiązuje zadania, lecz wymaga stałego nadzoru i wprowadzania poprawek.
3,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student ma umiejetności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Czynności najczęściej wykonuje poprawnie. W stopniu dobrym opanował pojęcia stosowane w teorii pomiarów i dynamice.
4,5Student posiadł umiejetności w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Czynności wykonuje poprawnie, nie wymaga ingerencji. Wykazuje dodatkową aktywność oraz chce rozwiązywać dodatkowe problemy. Potrafi wykorzystywac właściwe techniki komputerowe. Ćwiczenia praktyczne realizuje wzorowo, w sposób aktywny, potrafi ocenić metodę i wyniki pomiarów. Wyraża się jasno używając poprawnych określeń.

Literatura podstawowa

  1. Gryboś R., Drgania Maszyn, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2009
  2. Kiciński J., Dynamika wirników i łożysk ślizgowych., Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk, 2005
  3. Gryboś R., Dynamika maszyn wirnikowych., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1994
  4. Den Hartog J. P., Drgania mechaniczne., PWN, Warszawa, 1971
  5. Marchelek K., Dynamika obrabiarek, WNT, Warszawa, 1991
  6. Uhl T., Komputerowo wspomagana identyfikacja modeli konstrukcji mechanicznych., WNT, Warszawa, 1997
  7. Marchelek K., Berczyński S., Drgania mechaniczne: zbiór zadań z rozwiązaniami., Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1986

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Podstawy pomiarów drgań układów mechanicznych. Studium obiektu, dobór przetworników pomiarowych.2
T-L-2Doświadczalna analiza modalna łopatki wirnika turbozespołu - przeprowadzenie eksperymentu.3
T-L-3Wyznaczenie postaci drgań łopatki wirnika. Określenie wpływu zużycie łopatki na jej dynamikę.3
T-L-4Wyważanie dynamiczne wirników3
T-L-5Układy eliminacji drgań - podstawy syntezy modalnej.2
T-L-6Wibroizolacja maszyn wirnikowych. Określanie form drgan postumentów maszyn wirnikowych.2
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Idealizacja układów rzeczywistych. Zasady budowy modeli fizycznych.2
T-W-2Wybrane zagadnienia dynamiki punktu materialnego i układów punktów materialnych, stopnie swobody, współrzędne uogólnione, więzy, przesunięcie przygotowane, zasada prac przygotowanych, zasada d’Alemberta.4
T-W-3Metody układania równań ruchu (modelowanie matematyczne) – równania Lagrange’a II-go rodzaju, metoda sił i przemieszczeń.2
T-W-4Drgania układów o jednym stopniu swobody – drgania swobodne, drgania wymuszone.4
T-W-5Drgania układów o wielu stopniach swobody. Wartości własne i wektory własne.2
T-W-6Analiza modalna dyskretnego układu masowo - sprężystego.2
T-W-7Obroty krytyczne wałów i wirników. Dynamika wirnika z jedną tarczą.4
T-W-8Obroty krytyczne I-go rodzaju. Obroty krytyczne II-go rodzaju.2
T-W-9Drgania skrętne układu korbowego.2
T-W-10Wyważanie dynamiczne wirników.2
T-W-11Eliminatory i tłumiki drgań.2
T-W-12Wibroizolacja maszyn energetycznych.2
30

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Przygotowywanie raportów z zajęć.8
A-L-3Konsultacje.2
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Studia literaturowe3
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia końcowego.5
A-W-4Samodzielne rozwiązywanie zadań problemowych.8
A-W-5Konsultacje.4
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_1A_C13_W01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć podstawową wiedze na temat dynamiki maszyn energetycznych. Powinien rozumieć specyfikę maszyn wirnikowych oraz rozumieć ograniczenia metod badawczych oraz narzedzi analitycznych w modelowaniu tego typu struktur.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_1A_W02Ma wiedzę w zakresie matematyki na poziomie wyższym niezbędnym do ilościowego opisu i analizy problemów oraz rozwiązywania prostych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
ENE_1A_W11Zna metody analizy liniowych układów dynamicznych i podstawowe struktury układów sterowania
Cel przedmiotuC-1Głównym celem kształcenia jest zaznajomienie studentów z podstawowymi problemami związanymi z dynamiką struktur mechanicznych, jakimi są maszyny energetyczne. Większość wątków omawianych w trakcie kursu jest wspólna dla ogólnie pojętej dynamiki układów mechanicznych. Szczególna uwaga poświęcana jest natomiast specyfice maszyn wirnikowych oraz zagadnieniom związanym z ich badaniami. Umiejętność modelowania struktur wirnikowych, posadowień maszyn energetycznych oraz zaznajomienie z praktycznymi aspektami prowadzenia badań dynamicznych stanowi główny cel kształcenia.
Treści programoweT-W-11Eliminatory i tłumiki drgań.
T-W-2Wybrane zagadnienia dynamiki punktu materialnego i układów punktów materialnych, stopnie swobody, współrzędne uogólnione, więzy, przesunięcie przygotowane, zasada prac przygotowanych, zasada d’Alemberta.
T-W-9Drgania skrętne układu korbowego.
T-W-6Analiza modalna dyskretnego układu masowo - sprężystego.
T-W-3Metody układania równań ruchu (modelowanie matematyczne) – równania Lagrange’a II-go rodzaju, metoda sił i przemieszczeń.
T-W-4Drgania układów o jednym stopniu swobody – drgania swobodne, drgania wymuszone.
T-W-5Drgania układów o wielu stopniach swobody. Wartości własne i wektory własne.
T-W-8Obroty krytyczne I-go rodzaju. Obroty krytyczne II-go rodzaju.
T-W-10Wyważanie dynamiczne wirników.
T-W-1Idealizacja układów rzeczywistych. Zasady budowy modeli fizycznych.
T-W-12Wibroizolacja maszyn energetycznych.
T-W-7Obroty krytyczne wałów i wirników. Dynamika wirnika z jedną tarczą.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca - wykład informacyjny.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie końcowe.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystac.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary jej stosowania.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_1A_C13_U01W wyniku odbycia zajęć laboratoryjnych student powinien umieć dokonać analizy badanego obiektu pod kątem jego dynamiki, dobrać elementy toru pomiarowego, ustalić parametry przetwarzania sygnału oraz przeprowadzić pomiar. Powinien również umieć dokonać prostych analiz uzyskanych rezultatów i wyciągac na ich podstawie logiczne wnioski.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_1A_U03Umie zastosować aparat matematyki statystycznej do oceny dokładności pomiarów i badań
ENE_1A_U14Umie dobrać przyrządy, aparaturę kontrolno-pomiarową i metodę pomiaru charakterystycznych parametrów pracy urządzania i systemu energetycznego
ENE_1A_U21Umie korzystać z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie
Cel przedmiotuC-2Celem zajęć praktycznych jest zaznajomienie studentów z zasadami prowadzenia eksperymentu doświadczalnego, sprzętem oraz oprogramowaniem do tego celu służącym, a także z podstawami technik przetwarzania sygnału. Kształtowane sa również dobre nawyki eksperymentatora oraz rozumienie dynamiki obiektu w ujęciu praktycznym.
Treści programoweT-L-4Wyważanie dynamiczne wirników
T-L-1Podstawy pomiarów drgań układów mechanicznych. Studium obiektu, dobór przetworników pomiarowych.
T-L-2Doświadczalna analiza modalna łopatki wirnika turbozespołu - przeprowadzenie eksperymentu.
T-L-3Wyznaczenie postaci drgań łopatki wirnika. Określenie wpływu zużycie łopatki na jej dynamikę.
T-L-5Układy eliminacji drgań - podstawy syntezy modalnej.
T-L-6Wibroizolacja maszyn wirnikowych. Określanie form drgan postumentów maszyn wirnikowych.
Metody nauczaniaM-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Sprawdzenie stanu przygotowania studentów w zakresie teorii koniecznej do prawidłowego przeprowadzenia zajęć praktycznych.
S-3Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca - raporty z badań.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Ma istotne braki w przygotowaniu teoretycznym. Nie kojarzy pojęć. Nie potrafi poprawnie rozwiązywać postawionych przed nim zadań.
3,0Student rozwiązuje zadania, lecz wymaga stałego nadzoru i wprowadzania poprawek.
3,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim, między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student ma umiejetności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Czynności najczęściej wykonuje poprawnie. W stopniu dobrym opanował pojęcia stosowane w teorii pomiarów i dynamice.
4,5Student posiadł umiejetności w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Czynności wykonuje poprawnie, nie wymaga ingerencji. Wykazuje dodatkową aktywność oraz chce rozwiązywać dodatkowe problemy. Potrafi wykorzystywac właściwe techniki komputerowe. Ćwiczenia praktyczne realizuje wzorowo, w sposób aktywny, potrafi ocenić metodę i wyniki pomiarów. Wyraża się jasno używając poprawnych określeń.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_1A_C13_K01Zajęcia laboratoryjne wymagają umiejętności pracy w grupie i wykrozystani potencjału członków grupy.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_1A_K04Ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowanie zadania, związane z pracą zespołową
ENE_1A_K07Ma świadomość interdyscyplinarnego charakteru nauki i techniki
Cel przedmiotuC-3Celem pobocznym zajęć praktycznych jest opanowanie przez studenta kompetencje w zarządzaniu grupą ludzi pracujących nad okreslonym problemem.
Treści programoweT-L-4Wyważanie dynamiczne wirników
T-L-1Podstawy pomiarów drgań układów mechanicznych. Studium obiektu, dobór przetworników pomiarowych.
T-L-2Doświadczalna analiza modalna łopatki wirnika turbozespołu - przeprowadzenie eksperymentu.
T-L-3Wyznaczenie postaci drgań łopatki wirnika. Określenie wpływu zużycie łopatki na jej dynamikę.
T-L-5Układy eliminacji drgań - podstawy syntezy modalnej.
T-L-6Wibroizolacja maszyn wirnikowych. Określanie form drgan postumentów maszyn wirnikowych.
Metody nauczaniaM-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne.
Sposób ocenyS-4Ocena formująca: Ocena poprawności wykonywanych czynności w trakcie zajęć laboratoryjnych.