Turbiny wodne, parowe, gazowe i siłownie skojarzone

W 26/x ; C 14/+ ; L 4/+; Razem: 44

 Termodynamika techniczna.

Wymagania wstępne: znajomość przemian energetycznych.

semestr studiów IV/ Maszyny i urządzenia w energetyce/ Energetyka

dr inż. Leszek SZCZĘCH

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach /26

2. Udział w laboratoriach /4

3. Udział w ćwicz. audytoryjnych /14

4. Udział w projektach /0

5. Udział w seminariach /0

6. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 20,8

7. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 6

8. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 14

9. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

10. Samodzielne przygotowanie do projektów / 0

11. Udział w konsultacjach (1+2+3+4+5) / 6,6

12. Przygotowanie do egzaminu/zaliczenia (1+2+3+4+5) / 17,6

13. Przygotowanie do zaliczenia (1+2+3+4+5) / 0

14. Udział w egzaminie / 0

15. Sumaryczne obciążenie pracą studenta ( poz. 1÷13) 109 / 44 = 2,48 = 3,0 pkt ECTS

16. Zajęcia z udziałem nauczycieli ( poz. 1+2+3+4+5 +11+14): 50,6 / 44 = 1,15 = 1 pkt ECTS

17. Zajęcia o charakterze praktycznym ( poz. 2+3+4+5+7+8+9+10) 38 / 44 = 0,86 = 1 pkt ECTS

Zasoby paliw i energii. Przemiany energii cieplnej. Silniki turbinowe. Turbiny wodne. Turbiny wiatrowe. Obiegi turbin wiatrowych. Turbiny gazowe. Obiegi turbin gazowych. Turbiny parowe. Obiegi turbin parowych. Siłownie kondensacyjne. Siłownie parogazowe. Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła.

Wykład /metody dydaktyczne

1. Zasoby paliw i energii.

Zapotrzebowanie na energię. Zasoby energii. Alternatywne źródła energii. Siłownie klasyczne i alternatywne: ogniwa paliwowe, fotowoltaiczne, geotermiczne, jądrowe. Energetyczne wykorzystanie biomasy. / 2 godz.

2. Przemiany energii cieplnej.

Obiegi silników cieplnych. Przemiana energii cieplnej w mechaniczną i elektryczną. Silniki cieplne, silniki elektryczne, generatory prądotwórcze. Silniki hydrauliczne i pneumatyczne./ 2 godz.

3. Silniki turbinowe.

Klasyfikacja silników turbinowych. Rodzaje czynników roboczych. Wykorzystanie turbin w energetyce. / 2 godz.

4. Turbiny wodne.

Rodzaje turbin wodnych. Warunki pracy. Sprawność turbin wodnych. Stopnie spiętrzające turbin wodnych. / 2 godz.

5. Charakterystyki turbin wodnych.

Badanie turbin wodnych. Charakterystyka turbiny Francisa. Charakterystyka turbiny Peltona. Charakterystyka turbiny Kaplana. Współpraca turbin wodnych z układem energetycznym/ 2 godz.

6. Turbiny wiatrowe.

Rodzaje turbin wiatrowych. Charakterystyka energii wiatru. Rozkład przeciętnej prędkości wiatru w Polsce. Sterowanie turbiną wiatrową. Współpraca turbin wiatrowych z systemem energetycznym. / 2 godz.

7. Turbiny gazowe.

Rodzaje turbin gazowych. Warunki pracy i sprawność turbin gazowych. Współpraca turbin gazowych z systemem energetycznym. / 2 godz.

8. Obiegi turbin gazowych.

Przemiany cieplne w turbinie gazowej. Paliwa do turbin gazowych. Spalanie w turbinie gazowej. Wymienniki ciepła. Bilans energii turbiny gazowej. / 2 godz.

9. Turbiny parowe.

Warunki pracy turbin parowych. Sprawność turbin parowych. Sterowanie turbinami parowymi. Współpraca turbin parowych z układem energetycznym./ 2 godz.

10. Obiegi pracy turbin parowych.

Obiegi turbiny dla pary wilgotnej i suchej. Charakterystyka pary jako czynnika roboczego. Wykres Moliera. Wymienniki ciepła. Bilans energii turbiny parowej. / 2 godz.

11. Siłownie kondensacyjne.

Obieg Rankine’a. Wytwarzanie pary - kotły parowe. Emisja związków toksycznych i pyłów. Oczyszczanie gazów odlotowych. / 2 godz.

12. Siłownie parogazowe.

Obiegi siłowni parogazowych. Budowa siłowni parogazowych. Sprawność siłowni parogazowych. / 2 godz.

13. Kogeneracja i skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepłą.

Kogeneracja. Elektrociepłownie. Bilans energii elektrociepłowni. Praca w skojarzeniu. Moc turbiny i wskaźnik skojarzenia. / 2 godz.

Ćwiczenia/ Ćwiczenia audytoryjne

1. Obiegi silników cieplnych. Przemiana energii cieplnej na mechaniczną i elektryczną. / 2 godz.

2. Klasyfikacja silników turbinowych. Obiegi silników turbinowych. / 2 godz.

3. Rodzaje turbin wodnych. Współpraca turbin wodnych z systemem energetycznym. / 2 godz.

4. Rodzaje turbin wiatrowych. Współpraca turbin wiatrowych z systemem energetycznym. / 2 godz.

5. Rodzaje turbin gazowych. Współpraca turbin gazowych z systemem energetycznym. / 2 godz.

6. Rodzaje turbin parowych. Współpraca turbin parowych z systemem energetycznym. /2 godz.

7. Układy kogeneracyjne i skojarzone w energetyce. /2 godz.

Laboratoria / Laboratoria w pracowni montażu i demontażu silników

1. Charakterystyka turbiny wodnej / 2 godz.

2. Charakterystyka turbiny wiatrowej / 2 godz.

podstawowa:

 M. Pawlik, F. Strzelczyk, Elektrownie, WNT Warszawa 2012.

 W. R. Gundlach, Podstawy maszyn przepływowych i systemów energetycznych, WNT Warszawa 2008.

uzupełniająca:

 T. Chmielniak, Technologie energetyczne, WNT Warszawa 2008

 W. M. Lewandowski, Proekologiczne odnawialne źródła energii, WNT, Warszawa 2010.

symbol / efekt kształcenia / odniesienie do efektów kierunku

(Symbol -, treść / odniesienie do efektów kierunku)

W1 / Ma uporządkowaną wiedzę w zakresie terminologii silników turbinowych, zna rodzaje i zasady działania turbin i potrafi określić podstawowe wielkości charakteryzujące silniki turbinowe./ K_W16

U1 / Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł, także w języku angielskim, potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie/ K_U01, K_U03, K_U04,

U1 / Stosuje zasady bezpieczeństwa i higieny pracy. / K_U16

K2 / Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role (moderatora, członka), ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w grupie i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania. Potrafi określać priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania./ K_K04

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

 Warunkiem zaliczenia przedmiotu są pozytywne oceny z egzaminu. Przystąpienie do egzaminu jest możliwe po uzyskaniu pozytywnych ocen z ćwiczeń audytoryjnych oraz ćwiczeń laboratoryjnych.

 Warunkiem zaliczenia ćwiczeń jest uzyskanie pozytywnych ocen w czasie ćwiczeń.

 Warunkiem zaliczenia ćwiczenia laboratoryjnego jest uzyskanie pozytywnej oceny z odpowiedzi na pytania wykładowcy oraz oceny wykonanego sprawozdania laboratoryjnego. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen z wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.

efekty W1, U1 - sprawdzenie podczas egzaminu;

efekty W1, U1 - sprawdzenie na ćwiczeniach;

efekty W1, U1, K2 - zaliczenie sprawozdania z laboratorium.