Wydział Techniki Morskiej i Transportu - Oceanotechnika (S1)
specjalność: Projektowanie i budowa okrętów
Sylabus przedmiotu Wymiana ciepła:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Oceanotechnika | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Wymiana ciepła | ||
| Specjalność | Budowa i eksploatacja siłowni okrętowych | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Bezpieczeństwa i Energetyki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Leszek Malinowski <Leszek.Malinowski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka: rachunek różniczkowy i całkowy. Równania różniczkowe. |
| W-2 | Termodynamika. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z rodzajami wymiany ciepła oraz pojęciami i definicjami podstawowymi. |
| C-2 | Zapoznanie studentów z podstawowymi prawami transportu ciepła i metodami wyznaczania pól temperatury w ciałach stałych oraz ilości ciepła transportowanego na drodze konwekcji. |
| C-3 | Ukształtowanie umiejętności wyznaczania pól temperatury oraz ilości transportowanego ciepła. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Przewodzenie ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. | 2 |
| T-A-2 | Złożona wymiana ciepła - przenikanie ciepła, współczynnik przenikania ciepła. | 2 |
| T-A-3 | Sprawdzian nr 1. | 1 |
| T-A-4 | Wyznaczanie współczynnika wnikania ciepła dla różnych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). | 5 |
| T-A-5 | Obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. | 4 |
| T-A-6 | Sprawdzian nr 2. | 1 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Pojęcia i definicje podstawowe. Prawo Fouriera, prawo Newtona, równanie przewodnictwa cieplnego, warunki graniczne dla równania przewodnictwa. | 2 |
| T-W-2 | Wyznaczanie pól temperatury w ciałach stałych dla stanów stacjonarnych i niestacjonarnych - metody analityczne i numeryczne. | 3 |
| T-W-3 | Wymiana ciepła na sposób konwekcji. Metody wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla różnych przypadków konwekcji. Wymiana ciepła podczas przepływu płynu w kanale i podczas opływu ciał. | 6 |
| T-W-4 | Złożona wymiana ciepła. Obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. | 3 |
| T-W-5 | Zaliczenie wykladów. | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w ćwiczeniach. | 15 |
| A-A-2 | Przygotowanie się do ćwiczeń. | 5 |
| A-A-3 | Przygotowanie się do zaliczenia. | 5 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach. | 15 |
| A-W-2 | Przygotowanie do zajęć. | 20 |
| A-W-3 | Przygotowanie do zaliczenia. | 15 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Metoda podająca: wykład informacyjny. |
| M-2 | Metoda problemowa: wykład problemowy. |
| M-3 | Metoda eksponująca: wykorzystanie slajdów i animacji komputerowych. |
| M-4 | Metoda praktyczna: ćwiczenia przedmiotowe. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne z teorii (wykład) |
| S-2 | Ocena formująca: Rozwiązywanie zadań na tablicy (ćwiczenia). |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne z zadań (ćwiczenia). |
| S-4 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne (wykład i ćwiczenia). |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O_1A_D2-05_W01 Student zna pojęcia i definicje podstawowe związane z transportem ciepła. Zna prawo Fouriera, prawo Newtona, równanie przewodnictwa cieplnego, warunki graniczne dla równania przewodnictwa. Zna metody analityczne i numeryczne wyznaczania pól temperatury w ciałach stałych dla stanów stacjonarnych i niestacjonarnych. Zna teorię wymiana ciepła na sposób konwekcji. Zna metody wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla różnych przypadków konwekcji. Zna podstawy wymiany ciepła podczas przepływu płynu w kanale i podczas opływu ciał. Zna złożoną wymianę ciepła oraz metodykę obliczeń cieplnych dla powierzchni ożebrowanych. | O_1A_W05, O_1A_W08 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-3, T-W-2, T-W-4 | M-2, M-3, M-1 | S-4, S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O_1A_D2-05_U01 Student potrafi wykonać obliczenia cieplne dla przypadku przewodzenia ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. Potrafi rozwiązywać zadania dotyczące złożonej wymiany ciepła. Potrafi wyznaczać współczynniki wnikania ciepła dla różnych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). Umie wykonać obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. | O_1A_U12, O_1A_U13 | — | — | C-3 | T-A-1, T-A-2, T-A-5, T-A-4, T-W-3, T-W-2, T-W-4 | M-2, M-3, M-4, M-1 | S-3, S-4, S-2, S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| O_1A_D2-05_K01 Ma świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią. | O_1A_K02 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-3, T-W-2, T-W-4 | M-2, M-3, M-1 | S-4, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| O_1A_D2-05_W01 Student zna pojęcia i definicje podstawowe związane z transportem ciepła. Zna prawo Fouriera, prawo Newtona, równanie przewodnictwa cieplnego, warunki graniczne dla równania przewodnictwa. Zna metody analityczne i numeryczne wyznaczania pól temperatury w ciałach stałych dla stanów stacjonarnych i niestacjonarnych. Zna teorię wymiana ciepła na sposób konwekcji. Zna metody wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla różnych przypadków konwekcji. Zna podstawy wymiany ciepła podczas przepływu płynu w kanale i podczas opływu ciał. Zna złożoną wymianę ciepła oraz metodykę obliczeń cieplnych dla powierzchni ożebrowanych. | 2,0 | Student nie posiada dostatecznej wiedzy z zakresu wymiany ciepła. |
| 3,0 | Student zna większość pojęć i definicje podstawowych związanych z transportem ciepła. Zna prawo Fouriera, prawo Newtona, równanie przewodnictwa cieplnego, warunki graniczne dla równania przewodnictwa. Zna ważniejsze omówione metody analityczne i numeryczne wyznaczania pól temperatury w ciałach stałych dla stanów stacjonarnych i niestacjonarnych. Zna elementy teorii wymiany ciepła na sposób konwekcji. Zna metody wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla większości omówionych przypadków konwekcji. Zna najważniejsze elementy podstaw teorii wymiany ciepła podczas przepływu płynu w kanale i podczas opływu ciał. Zna podstawy złożonej wymiany ciepła oraz podstawy metodyki obliczeń cieplnych dla powierzchni ożebrowanych. | |
| 3,5 | Student zna i rozumie pojęcia i definicje podstawowe związane z transportem ciepła. Zna i rozumie prawo Fouriera, prawo Newtona, równanie przewodnictwa cieplnego, warunki graniczne dla równania przewodnictwa. Zna i rozumie ważniejsze omówione metody analityczne i numeryczne wyznaczania pól temperatury w ciałach stałych dla stanów stacjonarnych i niestacjonarnych. Zna i rozumie elementy teorii wymiany ciepła na sposób konwekcji. Zna i rozumie metody wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla większości omówionych przypadków konwekcji. Zna i rozumie najważniejsze elementy podstaw teorii wymiany ciepła podczas przepływu płynu w kanale i podczas opływu ciał. Zna i rozumie podstawy złożonej wymiany ciepła oraz podstawy metodyki obliczeń cieplnych dla powierzchni ożebrowanych. | |
| 4,0 | Student dobrze zna i rozumie pojęcia i definicje podstawowe związane z transportem ciepła. Dobrze zna i rozumie prawo Fouriera, prawo Newtona, równanie przewodnictwa cieplnego, warunki graniczne dla równania przewodnictwa. Dobrze zna i rozumie prawie wszystkie omówione metody analityczne i numeryczne wyznaczania pól temperatury w ciałach stałych dla stanów stacjonarnych i niestacjonarnych. Dobrze zna teorię wymiana ciepła na sposób konwekcji. Dobrze zna i rozumie prawie wszystkie omówione metody wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla różnych przypadków konwekcji. Dobrze zna i rozumie podstawy wymiany ciepła podczas przepływu płynu w kanale i podczas opływu ciał. Dobrze zna i rozumie złożoną wymianę ciepła oraz metodykę obliczeń cieplnych dla powierzchni ożebrowanych. | |
| 4,5 | Student dobrze zna i rozumie pojęcia i definicje podstawowe związane z transportem ciepła. Dobrze zna i rozumie prawo Fouriera, prawo Newtona, równanie przewodnictwa cieplnego, warunki graniczne dla równania przewodnictwa. Dobrze zna i rozumie wszystkie omówione metody analityczne i numeryczne wyznaczania pól temperatury w ciałach stałych dla stanów stacjonarnych i niestacjonarnych. Dobrze zna teorię wymiana ciepła na sposób konwekcji. Dobrze zna i rozumie metody wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla różnych przypadków konwekcji. Dobrze zna i rozumie podstawy wymiany ciepła podczas przepływu płynu w kanale i podczas opływu ciał. Dobrze zna i rozumie złożoną wymianę ciepła oraz metodykę obliczeń cieplnych dla powierzchni ożebrowanych. | |
| 5,0 | Student bardzo dobrze zna i rozumie pojęcia i definicje podstawowe związane z transportem ciepła. Bardzo dobrze zna i rozumie prawo Fouriera, prawo Newtona, równanie przewodnictwa cieplnego, warunki graniczne dla równania przewodnictwa. Bardzo dobrze zna i rozumie wszystkie omówione metody analityczne i numeryczne wyznaczania pól temperatury w ciałach stałych dla stanów stacjonarnych i niestacjonarnych. Bardzo dobrze zna teorię wymiana ciepła na sposób konwekcji. Bardzo dobrze zna i rozumie metody wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla różnych przypadków konwekcji. Bardzo dobrze zna i rozumie podstawy wymiany ciepła podczas przepływu płynu w kanale i podczas opływu ciał. Bardzo dobrze zna i rozumie złożoną wymianę ciepła oraz metodykę obliczeń cieplnych dla powierzchni ożebrowanych. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| O_1A_D2-05_U01 Student potrafi wykonać obliczenia cieplne dla przypadku przewodzenia ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. Potrafi rozwiązywać zadania dotyczące złożonej wymiany ciepła. Potrafi wyznaczać współczynniki wnikania ciepła dla różnych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). Umie wykonać obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. | 2,0 | Student nie posiada żadnych umiejętności Student potrafi wykonać obliczenia cieplne dla przypadku przewodzenia ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. Potrafi rozwiązywać zadania dotyczące złożonej wymiany ciepła. Potrafi wyznaczać współczynniki wnikania ciepła dla różnych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). Umie wykonać obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. |
| 3,0 | Student potrafi wykonać większość obliczeń cieplnych dla przypadku przewodzenia ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. Potrafi rozwiązać większość zadań dotyczących złożonej wymiany ciepła. Potrafi wyznaczać współczynniki wnikania ciepła dla większości omowionych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). Umie wykonać obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. Obliczenia mogą być obarczone niewielkimi błędami. Potrafi poprawnie zinterpretować większość wyników obliczeń. | |
| 3,5 | Student umie poprawnie wykonać obliczenia cieplne dla przypadku przewodzenia ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. Potrafi poprawnie rozwiązywać zadania dotyczące złożonej wymiany ciepła. Potrafi poprawnie wyznaczać współczynniki wnikania ciepła dla różnych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). Umie poprawnie wykonać obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. Potrafi poprawnie zinterpretować prawie wszystkie wyniki obliczeń. | |
| 4,0 | Student potrafi dobrze wykonać obliczenia cieplne dla przypadku przewodzenia ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. Potrafi dobrze rozwiązywać zadania dotyczące złożonej wymiany ciepła. Potrafi dobrze wyznaczać współczynniki wnikania ciepła dla różnych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). Umie dobrze wykonać obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. Potrafi dobrze zinterpretować znaczną większość wyników obliczeń. | |
| 4,5 | Student potrafi nieomal bezbłędnie wykonać prawie wszelkie obliczenia cieplne dla przypadku przewodzenia ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. Potrafi nieomal bezbłędnie rozwiązać wszystkie zadania dotyczące złożonej wymiany ciepła z zakresu programu przedmiotu. Potrafi nieomal bezbłędnie wyznaczać współczynniki wnikania ciepła dla różnych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). Umie wykonać obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. Potrafi nieomal bezbłędnie zinterpretować prawie wszystkie wyniki obliczeń. | |
| 5,0 | Student potrafi bezbłędnie wykonać wszelkie obliczenia cieplne dla przypadku przewodzenia ciepła przez ściankę płaską i cylindryczną jedno i wielowarstwową. Potrafi bezbłędnie rozwiązać wszystkie zadania dotyczące złożonej wymiany ciepła z zakresu programu przedmiotu. Potrafi bezbłędnie wyznaczać współczynniki wnikania ciepła dla różnych przypadków transportu ciepła (konwekcja wymuszona, konwekcja swobodna, wrzenie, skraplanie). Umie wykonać obliczenia cieplne dla powierzchni ożebrowanych. Potrafi bezbłędnie zinterpretować wszystkie wyniki obliczeń. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| O_1A_D2-05_K01 Ma świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią. | 2,0 | Nie ma świadomości doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią. Ma świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią. |
| 3,0 | Ma niewielką świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią. | |
| 3,5 | Ma dużą świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią i potrafi uzasadnić swoje poglądy. | |
| 4,0 | Ma dużą świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią i potrafi dobrze uzasadnić swoje poglądy. | |
| 4,5 | Ma dużą świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią, potrafi dobrze uzasadnić swoje poglądy, jest kompetentny w zakresie obrony swojego stanowiska. | |
| 5,0 | Ma bardzo dużą świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią, potrafi bardzo dobrze uzasadnić swoje poglądy, jest bardzo kompetentny w zakresie obrony swojego stanowiska. |
Literatura podstawowa
- Malinowski L., Wymiana ciepła, skrypt elektroniczny, Szczecin, 2012
- Wiśniewski S., Wiśniewski T., Wymiana ciepła, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2017
Literatura dodatkowa
- Staniszewski B., Wymiana ciepła, PWN, Warszawa, 1980