Overordnede kursusmål
At give en teoretisk og praktisk baggrund i at formulere og løse
termodynamiske problemer inden for det energi- og maskintekniske
område, herunder energilagring og vedvarende energi i relation til
verdensmålene og bæredygtighed.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- redegøre for termodynamikkens grundlæggende begreber.
- beskrive stoffers forskellige faser og fysiske egenskaber.
- beskrive tilstandsligninger for idealgas, idealgas blandinger
(herunder fugtig luft) og realgas.
- anvende tabeller, diagrammer og EES til at bestemme stoffers
forskellige termodynamiske egenskaber og tilstandstørrelser.
- formulere termodynamikkens 1. hovedsætning og 2. hovedsætning
for delprocesser og kredsprocesser samt anvende
massebevarelsessætningen.
- anvende termodynamikken til at beskrive principperne bag
energitekniske maskiner som dampkraftværker, gasturbiner,
forbrændingsmotorer, køleanlæg og varmepumper.
- anvende forenklinger af virkelige anlæg, så de kan gøres til
genstand for termodynamisk beregning.
- anvende entropibegrebet til at vurdere en termodynamisk proces’
effektivitet samt dens udnyttelige energi.
- beskrive de enkelte komponenters anvendelsesfunktion i
anlæg.
- gennemføre eksperimentelle undersøgelser, analysere
måleresultater og udarbejde tekniske rapporter.
- anvende grundlæggende principper for varmetransmission, fluid
mekanik og forbrænding.
- redegøre for begreberne energilagring og vedvarende energi samt
deres anvendelsesmuligheder.
Kursusindhold
Termodynamik:
Termodynamikkens grundbegreber, definitioner og anvendelser,
herunder system, univers, termodynamisk ligevægt, processer,
tilstande og kontrolvolumen. Faser: fast, flydende og gas. Stoffers
termodynamiske egenskaber: densitet, specifik varmekapacitet,
rumudvidelseskoefficient, kompressibilitet samt varmeledningsevne.
Termodynamiske koordinater, herunder tryk, temperatur og specifik
volumen. Idealgas og realgas samt tilstandsligninger. Varme og
arbejde samt energikvalitet. Tripelpunkt, PvT-relation, kritisk
punkt, fasesovergange og vægtstangsreglen. Termodynamikkens 1.
hovedsætning for lukkede systemer samt indre energi.
Termodynamikkens 1. hovedsætning for åbne systemer samt entalpi.
Termodynamikkens 2. hovedsætning, reversibilitet og
irreversibilitet. Begreberne entropi og exergi, kredsprocessers
omløbsretning, herunder Carnot processen og Stirlingmaskinen som
både motor og køling.
Energiteknik:
Forbrændingsmotorer herunder Otto-processen og Dieselmotoren.
Termodynamisk virkningsgrad for en kredsproces. Brayton
kredsproces. Rankine kredsproces. Kredsprocessen for 1-trins køle-
og varmepumpeanlæg. Komponenter i anlæg herunder, kedler,
fordamper, kondensatorer, drøvleventiler, dyser, diffusere,
varmevekslere samt pumper, kompressorer, turbiner med tilhørende
isentropiske virkningsgrader. Vedvarende energi og energilagring.
T-s , h-s , log(p)-h diagrammer samt termodynamiske tabeller.
Gasblandinger, forbrænding og fugtig luft herunder Mollier-diagram.
Fluid mekanik:
Introduktion til beregning af tryktab i rør.
Varmetransmission:
Introduktion til varmeledning, konvektion og stråling.
Projekt:
I 3-ugers perioden udarbejdes et mindre CDIO-projekt, som udføres
som gruppearbejde med skriftlig metoderigtig rapport, og indeholder
væsentlige forhold fra CDIO dvs. definition/beskrivelse af anlæg og
dettes afgrænsninger, design understøttet af relevante tekniske
beregninger, beskrivelse af væsentligst forhold for montage,
opstart og drift af anlægget. Valg af anlæg skal have relevans til
de komponenter og anlæg, som er behandlet i kurset.
Bemærkninger
Sektion for Mekanisk teknologi
Maskinteknik: 2. semester
Sidst opdateret
02. maj, 2024