Wydział Informatyki - Zarządzanie i inżynieria produkcji (S1)
Sylabus przedmiotu Gospodarka energetyczna i nośniki energii:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Zarządzanie i inżynieria produkcji | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Gospodarka energetyczna i nośniki energii | ||
| Specjalność | inżynieria jakości i zarządzanie | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Techniki Cieplnej | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Aleksandra Borsukiewicz <Aleksandra.Borsukiewicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Aleksandra Borsukiewicz <Aleksandra.Borsukiewicz@zut.edu.pl>, Radomir Kaczmarek <Radomir.Kaczmarek@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Zaliczenie przedmiotu: Fizyka i Matematyka |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Podanie i omówienie związków matematycznych pozwalających na wyznaczanie parametrów stanu substancji, obliczanie energii wewnętrznej układów, pracy i ciepła przemian termodynamicznych, bilansowanie układów termodynamicznych; |
| C-2 | Podanie i omówienie zależności stosowanych w technikach obliczeniowych podstawowych metod przekazywania ciepła: przewodzenia, konwekcji swobodnej i wymuszonej, wymiany ciepła w przemianach fazowych oraz przez promieniowanie; |
| C-3 | Podanie i omówienie zależności stosowanych w technikach obliczeniowych podstawowych metod przekazywania ciepła: przewodzenia, konwekcji swobodnej i wymuszonej, wymiany ciepła w przemianach fazowych oraz przez promieniowanie; |
| C-4 | Nauczenie sposobu korzystania z w/w związków matematycznych (pkt 1, 2, 3) w analizie ilościowej i jakościowej procesów konwersji energii; |
| C-5 | Przekazanie wiedzy na temat metod konwersji energi, akumulacji energii oraz sposobów wytwarzania użytecznych form energii z róźnych źródeł: odnawialnych i nieodnawilnych. |
| C-6 | Przedstawienie obecnego stanu wiedzy odnośnie perspektywicznych metod wytwarzania użytecznych form energii. |
| C-7 | Zapoznanie studentów z technikami pomiarowymi podstawowych wielkości termodynamicznych, zasadami wyboru techniki pomiarowej w zalezności od warunków układu, sposobem opracowania wyników pomiaru. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Bilans cieplny prostych układów fizycznych (na gruncie I zasady termodynamiki). Obliczenia energii wewnętrznej układów oraz ciepła i pracy przemian termodynamicznych. | 3 |
| T-A-2 | Analiza efektywności konwersji energii (zastosowania II zasady termodynamiki). | 3 |
| T-A-3 | Obliczenia ciepła i pracy podstawowych przemian termodynamicznych. Wyznaczanie parametrów pary jako czynnika roboczego, analiza obiegów parowych. | 3 |
| T-A-4 | Przewodzenie ciepła w stanie ustalonym. Przejmowanie ciepła przy konwekcji wymuszonej i swobodnej. Przejmowanie ciepła przy zmianie fazy - skraplanie i wrzenie. | 4 |
| T-A-5 | Kolokwium I | 1 |
| T-A-6 | Kolokwium II | 1 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Pomiary ciśnień i cechowanie manometrów i indykatorów | 3 |
| T-L-2 | Pomiary wilgotności powietrza i stopnia suchości pary wodnej | 3 |
| T-L-3 | Pomiary temperatur | 3 |
| T-L-4 | Oznaczanie ciepła spalania i wartości opałowej paliw ciekłych i gazowych | 3 |
| T-L-5 | Pomiar natężenia przepływu | 3 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | I zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna. Formy przenoszenia energii: praca i ciepło. Bilans energetyczny układu zamkniętego. Wymiana energii w układach otwartych. | 2 |
| T-W-2 | Gaz doskonały – własności i prawa gazów doskonałych. Przemiany charakterystyczne gazu doskonałego: izochoryczna, izobaryczna, izotermiczna, adiabatyczna. Przemiana politropowa. Powietrze, gazy wilgotne: parametry i przemiany. Gazy rzeczywiste – równania stanu. II zasada termodynamiki. Obiegi termodynamiczne. | 4 |
| T-W-3 | Podstawowe sposoby wymiany ciepła. Przewodzenie ciepła (pory cieplne). Przejmowanie ciepła. Współczynnik przejmowania ciepła i sposoby jego wyznaczania. Przejmowanie ciepła przy konwekcji wymuszonej i swobodnej. Wymiana ciepła przy zmianie fazy (skraplanie i wrzenie). Wymiany ciepła na drodze promieniowania. | 4 |
| T-W-4 | Zasoby energetyczne. Paliwa i użyteczne formy energii. Popyt i podaż energii (w ujęciu dobowym i rocznym). Transport i przesył energii (gazu i innych paliw, prądu elektrycznego) | 2 |
| T-W-5 | Konwersja energii (sprawności procesów konwersji energii na wybranych przykładach). Zagrożenia wynikające z procesów konwersji energii. Efekt cieplarniany | 1 |
| T-W-6 | Odnawialne źródła energii. Biomasa i biopaliwa. Energetyka wiatrowa. Słońce jako źródło energii, metody konwersji energii promieniowania słonecznego (kolektory, układy fotowoltaiczne i elektrownie słoneczne).Energia wód. Energia geotermalna i geotermiczna. | 5 |
| T-W-7 | Akumulacji energii (magazynowanie energii termicznej, mechanicznej i elektrycznej). Technologie wodorowe. | 5 |
| T-W-8 | Energetyka jądrowa. Przemiany jądrowe. Paliwa jądrowe. Rodzaje reaktorów i elektrowni jądrowych. Cykl paliwowy. Odpady radioaktywne. | 3 |
| T-W-9 | Perspektywiczne źródła i nośniki energii (ogniwa paliwowe, gaz łupkowy, technologia ORC i inne) | 2 |
| T-W-10 | Zaliczenie | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-A-2 | praca własna studenta | 15 |
| A-A-3 | Udział w konsultacjach | 2 |
| 32 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | praca własna studenta (opracowanie sprawozdania z przeprowadzonych zajęć) | 15 |
| A-L-3 | Udział w zaliczeniu i konsultacjach | 2 |
| 32 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | praca własna studenta (poszerzanie wiedzy na podstawie dostepnej literatury oraz informacji dostępnych w internecie), powtarzanie wiadomości | 50 |
| A-W-3 | Udział w konsultacjach i zaliczeniu | 4 |
| 84 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjno-problemowy |
| M-2 | Ćwiczenia audytoryjne |
| M-3 | Laboratorium |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładu polega na uzyskaniu 61% punktów na teście końcowym oraz udzieleniu poprawnej odpowiedzi na 1 z 3 pytań otwartych. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie ćwiczeń polega na uzyskaniu 61% punktów na każdym (z dwóch) kolokwiuw przeprowadzanych w połowie semestru oraz na zakończenie semestru. |
| S-3 | Ocena formująca: Aby zaliczyć laboratorium nalezy spełnić wymienione warunki: - należy przyjść na zajęcia przygotowanym do zajęć zgodnie z wytycznymi podanymi przez prowadzacego; - aktywnie uczestniczyć w zajęciach; - przygotować sprawozdanie z wykonanych zajęć i przekazać je prowadzącemu w ciagu 1 tygodnia od zajęć; ewentualnie poprawić błędy wskazane przez prowadzącego; -w wyznaczonym terminie podanym w harmonogramie laboratorium (dostepnym na stronie www.ktc.zut.edu.pl) uzyskać 61% punktów z zaliczenia. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ZIP_1A_D2/4_W01 Po zaliczeniu wykładu z przedmiotu student powinien mieć wiedzą ogólną odnośnie sposobów ruchu ciepła i podstaw termodynamiki a także z zakresu akumulacji energii oraz aktualnych i perspektywicznych metod wytwarzania uzytecznych form energii. | ZIP_1A_W16, ZIP_1A_W09 | T1A_W02, T1A_W03, T1A_W05, T1A_W07 | InzA_W02 | C-3, C-6, C-2, C-1, C-5, C-4 | T-W-6, T-W-5, T-W-7, T-W-2, T-W-4, T-W-3, T-W-1, T-W-8, T-W-9 | M-1 | S-1 |
| ZIP_1A_D2/4_W02 Po zaliczeniu ćwiczeń student powinien umieć sporządzać bilanse energetyczne, mieć umiejętność rozwiązywania prostych problemów z przewodzenia ciepła, konwekcji i promieniowania cieplnego a także obliczania efektywności pracy obiegów silnikowych. | ZIP_1A_W14 | T1A_W06 | InzA_W01 | C-2, C-1 | T-A-2, T-A-4, T-A-1, T-A-3 | M-2 | S-2 |
| ZIP_1A_D2/4_W03 Po zaliczeniu laboratorium student powinien umieć prawidłowo wykonać podstawowe pomiary termodynamiczne: pomiar temperatury, cisnienia, natężenia przepływu, wilgotności/stopnia suchości, oznaczyć ciepło spalania i wartość opałową paliw ciekłych i gazowych. | ZIP_1A_W07 | T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02 | C-7 | T-L-3, T-L-5, T-L-1, T-L-2, T-L-4 | M-3 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ZIP_1A_D2/4_W01 Po zaliczeniu wykładu z przedmiotu student powinien mieć wiedzą ogólną odnośnie sposobów ruchu ciepła i podstaw termodynamiki a także z zakresu akumulacji energii oraz aktualnych i perspektywicznych metod wytwarzania uzytecznych form energii. | 2,0 | |
| 3,0 | Student opanował podstawowa wiedze z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| ZIP_1A_D2/4_W02 Po zaliczeniu ćwiczeń student powinien umieć sporządzać bilanse energetyczne, mieć umiejętność rozwiązywania prostych problemów z przewodzenia ciepła, konwekcji i promieniowania cieplnego a także obliczania efektywności pracy obiegów silnikowych. | 2,0 | |
| 3,0 | student ma podstawową wiedzę o rozwiązywania prostych problemów z przewodzenia ciepła, konwekcji i promieniowania cieplnego a także obliczania efektywności pracy obiegów silnikowych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 | ||
| ZIP_1A_D2/4_W03 Po zaliczeniu laboratorium student powinien umieć prawidłowo wykonać podstawowe pomiary termodynamiczne: pomiar temperatury, cisnienia, natężenia przepływu, wilgotności/stopnia suchości, oznaczyć ciepło spalania i wartość opałową paliw ciekłych i gazowych. | 2,0 | |
| 3,0 | ma wiedzę niezbędną do wykonania podstawowych pomiarów termodynamicznych: pomiar temperatury, cisnienia, natężenia przepływu, wilgotności/stopnia suchości, oznaczyć ciepło spalania i wartość opałową paliw ciekłych i gazowych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Szargut J, Termodynamika Techniczna, Wydawnictwo Politechniki Ślaskiej, Gliwica, 2000
- Lewandowski W.M., Proekologiczne odnawialne źródła energii, WNT, Warszawa, 2006
- Praca zbiorowa, Wybrane instrukcje do ćwiczeń oraz wzory sprawozdań, Materiały niepublikowane KTC, do pobrania z www.ktc.zut.edu.pl, 2011
- Praca pod redakcją T. Fodemskiego, Pomiary cieplne cz. 1 i 2, WNT, Warszawa, 2001
- Cieśliński J., Mikielewicz J, Niekonwencjonalne Urzadzenia i Systemy konwersji energii, Ossolineum, 1999
- . Kołodziejczyk L, Pomiary w inżynierii sanitarnej, Arkady, Warszawa, 1980
- Nowak W., Stachel A. A., Borsukiewicz-Gozdur A., Zastosowania odnawialnych źródeł energii, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 2008
- Banaszek J i inni, Termodynamika. Przykłady i zadania., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1998
Literatura dodatkowa
- Hobler T, Ruch ciepła i wymienniki, WNT, Warszawa, 1997
- Jezierski G., Energia jadrowa wczoraj i dziś, WNT, Warszawa, 2005
- Jastrzębska G., Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne, WNT, Warzszawa, 2007
- Praca zbiorowa, Odnawialne i niekonwencjonalne źródła energii. Poradnik, Tarbonus, Kraków, 2008