Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Podstawy wymiany ciepła

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: MM0-DU>PWC
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Podstawy wymiany ciepła
Jednostka: Zakład Termodynamiki
Grupy: Przedmioty 1 sem. - mechanika i budowa maszyn st. II-go stopnia
Punkty ECTS i inne: 2.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Pełny opis:

Zapoznanie się z poszczególnymi mechanizmami wymiany ciepła i masy oraz analiza tych zjawisk w zagadnieniach inżynierskich.

Treści kształcenia

- Mechanizmy wymiany ciepła (przewodzenie-prawo Fouriera, konwekcja-prawo Newtona, promieniowanie-prawo Stefana-Boltzmanna). Ustalone przewodzenie jednowymiarowe przez jednowarstwową i złożoną ściankę płaską, cylinder i kulę. Opór termiczny. Opór kontaktowy. Przenikanie ciepła przez przegrody. Ogólne równanie przewodzenia z uwzględnieniem nieustalonego przewodzenia jedno- i wielowymiarowego, ze źródłami ciepła, w różnych układach współrzędnych. System przewodząco – konwekcyjny w przypadku ustalonej wymiany ciepła dla płaskiego żebra. Sprawność żebra; Nieustalona wymiana ciepła przez: system skupiony, ciało półnieskończone z różnymi warunkami brzegowymi (stałej temperatury, stałego strumienia ciepła i warunkiem konwekcyjnym).

- Fizyczny mechanizm konwekcji. Klasyfikacja przepływów. Warstwa przyścienna i termiczna warstwa przyścienna. Przepływ laminarny i turbulentny. Równanie różniczkowe konwekcyjnej wymiany ciepła-rozwiązanie dla płaskiej płyty. Bezwymiarowe równanie konwekcyjnej wymiany ciepła w postaci bezwymiarowej. Analogia między wymianą ciepła i pędu.

- Rodzaje wymienników ciepła. Współczynnik przenikania ciepła. Bilans energetyczny wymienników ciepła. Średnia logarytmiczna różnica temperatury-obliczanie wymienników. Sprawność wymiennika ciepła -liczba jednostek przenikania ciepła (NTU)-obliczanie wymienników.

- Promieniowanie elektromagnetyczne i cieplne. Właściwości promieniste ciał.

Emisyjność. Tożsamość Kirchhoffa. Prawo Plancka. Reguła przesunięć Wiena. Ciała szare. Współczynniki konfiguracji (kształtu) promieniowania. Prawo wzajemności. Intensywność promieniowania i jej związek z natężeniem promieniowania. Promieniowanie między ciałami nieczarnymi. Jasność i opromienienie. Sieci promieniowania. Ekrany.

Literatura:

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

Wiśniewski Stefan, Wiśniewski Tomasz: - Wymiana ciepła - WNT. - 2014

Cengel, Yunus A.: - Heat and mass transfer : a practical approach - McGraw-Hill. - 2007

Holman, J.P.: - Heat transfer - McGraw-Hill International. - 2010

Frank P. Incropera, i inni - Fundamentals of Heat and Mass transfer - John Wiley & Sons. - 2007

Kreith, F.; Boehm, R.F, i inni: - Heat and Mass Transfer. Mechanical Engineering Handbook - Boca Raton: CRC Press . - 1999

Pudlik W. - Wymiana ciepła i wymienniki ciepła - Biblioteka Główna Pol. Gdańskiej. - 2012

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

Wolańczyk Francieszek - Wymiana ciepła. Przykłady i zadania. Materiały pomocnicze - Oficyna Wydawn.Pol. Rzesz.. - 2009

Kostowski E. red. - Zbiór zadań z przepływu ciepła - Wyd. Pol. Śląskiej. - 2003

Holman J.P. - Experimental Methods for Engineers - McGraw Hill. - 2012

Bieniasz B. red. - Wymiana ciepła i masy : laboratorium - Oficyna Wyd. Pol. Rzeszowskiej. - 2001

Furmański Piotr, Domański Roman - Wymiana Ciepła. Przykłady obliczeń i zadania - Oficyna Wyd. Pol. Warszawskiej. - 2004

Wilk J., Smusz R.: - Wymiana ciepła : tablice i wykresy : materiały pomocnicze - Oficyna Wyd. PRz.. - 2009

Czesław Oleśkowicz - Popiel, Janusz Wojtkowiak - Eksperymenty w wymianie ciepła - Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej. - 2007

Literatura do samodzielnego studiowania

Cengel, Yunus A.: - Introduction to Thermodynamics and Heat Transfer - McGraw -Hill. - 2008

John H. Lienhard IV, John H. Lienhard V - A Heat Transfer Texbook - Phlogiston Press. - 2004

Jan Madejski - Teoria wymiany ciepła - Wyd. Uczeln. Pol. Szczecińskiej. - 1998

Kostowski E.: - Promieniowanie cieplne - Wyd. Pol. Śl.. - 2009

Holman J.P. - Solutions Manual to Accompany Heat Transfer - McGraw Hill. - 2010

Frank P. Incropera - Students Guide and Solution Manual to Fundamentals of Heat and Mass transfer - John Wiley & Sons. - 2007

Domański R. - Wymiana ciepła. Podstawy teoretyczne. Wybrane zagadnienia. - Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa, nr 43. - 2017

Domański R. - Wymiana ciepła. Wykorzystanie programu MathCad do obliczeń procesów wymiany ciepła - Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa. - 2017

Literatura uzupełniająca

Je-Chin Han, Sandip Dutta, Srinath Ekkad: - Gas Turbine Heat Transfer and Cooling Technology - CRC Press. - 2013

Sadik Kakac, Hongtan Liu, Anchasa Pramuajaroenkij - Heat Exchangers, Selection, Rating and Thermal Design - CRC Press. - 2012

Efekty uczenia się:

Student, który zaliczył modułFormy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształceniaSposoby weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia
Rozumie podstawowe prawa wymiany ciepła oraz potrafi je uwzględnić w analizie zagadnień inżynierskich. Potrafi analizować i rozwiązać problemy związane z przewodzeniem i przenikaniem ciepła w stanie ustalonym dla prostych geometrii, w tym również dla powierzchni ożebrowanych. Potrafi zbudować równania nieustalonej wymiany ciepła i rozwiązania dla ciał o pojemności cieplnej skupionej. wykład, laboratoriumsprawdzianpisemny, raportpisemny,zaliczenie cz.pisemna.
Rozumie fizyczny mechanizmu konwencji i potrafi dokonać klasyfikacji rodzajów konwekcji. Rozumie sens fizyczny bezwymiarowych liczb kryterialnych. Umie wyprowadzić równania różniczkowe konwekcyjnej wymiany ciepła. Na podstawie analogii między wymianą ciepła i pędu potrafi określić współczynnik przejmowania ciepła. Potrafi określić wsp. przejmowania ciepła przy wykorzystaniu korelacji.wykład, laboratoriumzaliczenie cz. pisemna, sprawdzian pisemny, raport pisemny
Potrafi rozpoznać i sklasyfikować różne rodzaje wymienników ciepła. Rozumie wpływ zanieczyszczenia powierzchni na efektywność wymiany ciepła. Potrafi wykonać bilans energetyczny dla wymiennika ciepła. Umie uzyskać i wykorzystać wyrażenie na średnią logarytmiczną różnicę temperatury. Potrafi wykorzystać wyrażenie na efektywność wymiennika i NTU. wykład, laboratoriumzaliczenie cz. pisemna, sprawdzian pisemny, raport pisemny
Potrafi sklasyfikować promieniowanie elektromagnetyczne. Rozumie pojęcia ciała doskonale czarnego, szarego, natężenia promieniowania oraz intensywności promieniowania. Rozumie pojęcia emisyjności, absorpcyjności i transmisyjności. Potrafi zastosować prawo Kirchhoffa. Potrafi określić współczynniki konfiguracji. Potrafi obliczyć radiacyjny strumień ciepła wymieniany w układzie wielu powierzchni .wykład, laboratoriumzaliczenie cz. pisemna, obserwacja wykonawstwa, raport pisemny

Metody i kryteria oceniania:

na ocenę 3na ocenę 4na ocenę 5
Zna podstawowe pojęcia wymiany ciepła i umie stosować podstawowe techniki metrologiczne współczynnika przewodzenia ciepła materiałów izolacyjnych i potrafi wyliczać opór cieplny dla prostych geometrycznie przegród w analizie prostych zagadnień przenikania ciepła.nie tylko osiągnął poziom wiedzy i umiejętności wymagany na ocenę 3, ale również ma dobrą wiedzę, umiejętności i kompetencje społecznenie tylko osiągnął poziom wiedzy i umiejętności wymagany na ocenę 4, ale również ma znakomitą wiedzę, umiejętności i kompetencje społeczne.
Zna i umie stosować metody pomiarowe współczynnika przejmowania ciepła i określać konwekcyjne straty ciepła z prostych układów geometrycznych powierzchni.nie tylko osiągnął poziom wiedzy i umiejętności wymagany na ocenę 3, ale również ma dobrą wiedzę, umiejętności i kompetencje społeczne.nie tylko osiągnął poziom wiedzy i umiejętności wymagany na ocenę 4, ale również ma znakomitą wiedzę, umiejętności i kompetencje społeczne.
Rozumie różnice jakościowe pomiędzy zjawiskami zachodzącymi podczas wymiany ciepła drogą przewodzenia, konwekcji i promieniowania. Umie wykonać proste obliczenia wymienianych mocy cieplnych dla przypadków prostych geometrii. nie tylko osiągnął poziom wiedzy i umiejętności wymagany na ocenę 3, ale również ma dobrą wiedzę, umiejętności i kompetencje społeczne.nie tylko osiągnął poziom wiedzy i umiejętności wymagany na ocenę 4, ale również ma znakomitą wiedzę, umiejętności i kompetencje społeczne.

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-06-24
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Smusz
Prowadzący grup: Sebastian Grosicki, Krzysztof Kiedrzyński, Robert Smusz, Joanna Wilk
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (zakończony)

Okres: 2021-02-27 - 2021-06-23
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Smusz
Prowadzący grup: Sebastian Grosicki, Robert Smusz, Kamil Szczerba, Franciszek Wolańczyk, Bartosz Zacharko
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (zakończony)

Okres: 2022-02-26 - 2022-06-21
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Smusz
Prowadzący grup: Sebastian Grosicki, Marek Markowicz, Robert Smusz, Kamil Szczerba
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2022/23" (zakończony)

Okres: 2023-02-25 - 2023-06-21
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Smusz
Prowadzący grup: Paweł Gil, Sebastian Grosicki, Marek Markowicz, Robert Smusz, Maria Tychanicz-Kwiecień
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (w trakcie)

Okres: 2024-02-24 - 2024-06-21
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Smusz
Prowadzący grup: Paweł Gil, Sebastian Grosicki, Robert Smusz, Mariusz Szewczyk, Maria Tychanicz-Kwiecień
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza.
al. Powstańców Warszawy 12
35-959 Rzeszów
tel: +48 17 865 11 00 https://prz.edu.pl
kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.1.0-4 (2024-03-12)