Emneside for ING2309 Termodynamikk og varmeoverføring
Hva lærer du
The course will provide knowledge in thermodynamics and thermology for use in other technical specialisation courses. The cadets will be given the education necessary to handle operating and maintenance issues within areas of marine engineering and engine technology. After graduation, the cadet is able to communicate with others about thermodynamics and heat transfer both verbally, in writing and with a system of formulas. The cadet also has understanding of how new knowledge and methods in the area are developed, and what significance this has for the engineering practice. The course will provide a good basis for further studies.
The course plan follows the STCW code table: A-III/2 and the STCW function: Marine engineering at the management level.
The course covers the following academic content: Basic concepts and properties of fluids: density, pressure, temperature, compressibility, vapour pressure, mass flow and volume flow. State principles and equations of state properties for liquids and gases, relevant tables and charts (e.g. pV, Ts, hs, ph). Energy forms, work, heat, inner energy and enthalpy. The first law of thermodynamics, conservation laws for mass and energy. The 2nd law of thermodynamics, entropy and irreversibility, open and closed systems. Ideal circular processes for power generation and cooling, including the Carnot, Otto, Diesel, Dual, Rankine/Brayton and Stirling processes. Ship steam plants, components and fluid conditions in the plant. Dimensioning of compressed air tank for required volume and pressure with respect to desired mass flow. Humid air: characteristics, diagrams, equilibrium calculations, air conditioning systems. Heat transfer mechanisms: conduction, radiation, convection, dimensioning of heat exchangers, components and system integration.
The course is given by a civilian university.
-
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
