Emneside for ING2309 Termodynamikk og varmeoverføring
Hva lærer du
Emnet skal gi kunnskaper innen termodynamikk og varmelære til bruk i de andre tekniske spesialiseringsemnene. Kadettene skal få bakgrunn for å kunne håndtere drift- og vedlikeholdsproblematikk innen det skips- og motortekniske området. Etter endt utdanning er kadetten i stand til å kommunisere med andre om termodynamikk og varmeoverføring både muntlig, skriftlig og i et formelapparat. Kadetten har også forståelse for hvordan ny kunnskap og metode innen området utvikles, og hvilken betydning dette har for ingeniørfaglig praksis. Emnet skal gi et godt grunnlag for videre studier.
Emneplanen følger STCW-kode: A-III/2 og STCW-funksjon: Maskineri på ledelsesnivå
Emnet dekker følgende faglig innhold: Grunnleggende begreper og egenskaper til fluider: tetthet, trykk, temperatur, kompressibilitet, damptrykk, massestrøm og volumstrøm. Tilstandsligninger og tilstandsendringer for væsker og gasser, relevante tabeller og diagrammer (f.eks. pV, Ts, hs, ph). Energiformer, arbeid, varme, indre energi og entalpi. Termodynamikkens 1. lov, komserveringslover for masse og energi. Termodynamikkens 2. lov, entropi og irreversibiliteter, åpne og lukkede systemer. Ideelle sirkelprosesser for kraftproduksjon og kjøling, herunder Carnot-, Otto-, Diesel-, Dual-, Rankine-/Brayton- og Stirlingsprosessene. Skipsdampanlegg, komponenter og fluidets tilstander i anlegget. Dimensjonering av trykklufttank for nødvendig volum og trykk mht. ønsket massestrøm. Fuktig luft; egenskaper, diagrammer, likevektsberegninger, luftkondisjoneringsanlegg. Varmeoverføringsmekanismer; ledning, stråling, konveksjon, dimensjonering av varmevekslere, komponenter og systemintegrasjon.
-
Kunnskaper
Kadetten:
- Kjenner til sentrale begreper og metoder innen termodynamikk og varmeoverføring
- Har grunnleggende forståelse for hvordan ny kunnskap og metode innen området utvikles, og hvilken betydning dette har for ingeniørfaglig praksis
Ferdigheter
Kadetten:
- kan fortelle om grunnleggende sammenhenger innen emnet i praktiske anvendelser og drftsrelaterte problemer
- anvende relevante begreps- og formelapparat
- behersker grunnleggende lover og setninger
- kan anvende kunnskapen til å lage matematiske modeller av utvalgte forhold innen termodynamikk og varmeoverføring
- kan reflektere over problemstillinger innen emnet og gjøre rede for sine resultater
- behersker og kan anvende varmekraftmaskin- og kjølemaskin sykluser
- kan anvende skipsmotorsimulator for uthenting og bearbeiding av termodynamiske data
- kan anvende forbrenningsmotorer, luftkondisjoneringsanlegg, gassdynamisk benk og tilhørende måleutstyr på laboratoriet, samt kunne framstille og tolke/analysere måledata fra disse
- kan anvende kunnskapen til å dimensjonere enkle varmevekslere og størrelse på trykklufttanker
Generell kompetanse
kadetten:
- kan formulere og løse praktiske varmeoverførings- og termodynamikkproblemer
- kan bruke laboratorieutstyr og foreta nødvendig instrumentering og datainnsamling
- kan formidle kunnskap innen termodynamikk og varmeoverføring
-
Det skal legges vekt på å bruke eksempler fra andre fag og fra tjenesten som illustrasjon av emnet.
· Gjennomgang av pensum med bruk av spørsmål/diskusjoner
· Regneøvelser og oppgavegjennomgåelse av elev/lærer,
· Elevframføringer, obligatoriske innleveringer, veiledning og selvstudium.
· Laboratorieøvelser og datasimuleringer
· Prøver
Laboratorieforsøk på:
- Dieselmotor, gassturbin, luftkondisjoneringsanlegg og kjølemaskineri.
Bruk av skipsmaskinerisimulator
- simulering av termodynamiske prosesser i dieselmotor, dampanlegg, kulde- og luftkondisjoneringsanlegg.
Ekskursjon på skipsmotor- og dampanlegg
-
Hovedlitteratur:
· J.B.Larsen, P.Christensen & B.Elmegaard,(2020). Maskinteknisk Termodynamikk, DTU. (kap. 1-12)
· Bailey, M. B., Boettner, D. D., Moran, M. J., & Shapiro, H. N. (2006). Principles of Engineering Thermodynamics, SI-versjon (5. utg.). Asia: Wiley (kap. 1, 2, 3.1-3.6, 3.8-3.15, 4.1-4.2, 5).
Støttelitteratur
· Bailey, M. B., Boettner, D. D., Moran, M. J., & Shapiro, H. N. (2006). Principles of Engineering Thermodynamics, SI-versjon (5. utg.). Asia: Wiley (kap. 4.3-4.11, 6, 8.1-8.5, 9.1-9.8, 9.11-9.14,10.1-10.3, 10,6-10,7, 12.1-12.8).
-
Vurderingsform: Skriftlig skoleeksamen
Hjelpemidler til eksamen: Godkjent kalkulator
Varighet: 5 timer
Karakterskala: A-F
