Kursplan för Termodynamik med energiteknik

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2019-02-21 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnThermodynamics and energy technology
  • KurskodMTF042
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKMAS
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeEnergi- och miljöteknologi, Maskinteknik
  • TemaMiljö och hållbar utveckling 1,5 hp
  • InstitutionRYMD-, GEO- OCH MILJÖVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 55131
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0111 Tentamen 5 hp
Betygsskala: TH		0 hp0 hp5 hp0 hp0 hp0 hp
  • 21 Mar 2020 fm SB_MU
  • 09 Jun 2020 fm J
  • 28 Aug 2020 fm J
0211 Konstruktionsövning + lab 2,5 hp
Betygsskala: UG		0 hp0 hp2,5 hp0 hp0 hp0 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Ersätter

  • MTF041 Termodynamik M

Behörighet

För kurser på grundnivå inom Chalmers utbildningsprogram gäller samma behörighetskrav som till de(t) program där kursen ingår i programplanen.

Kursspecifika förkunskaper

Matematik och mekanik motsvarande de två första åren vid maskinteknikprogrammet.

Syfte

Kursens syfte är att kursdeltagarna skall lära sig grundläggande termodynamik och energitekniska processer, exempelvis förbränningsmotorn, gasturbinen samt ångcykeln. Detta omfattar gasers och vätskors egenskaper, begreppen energi och entropi, samt lagarna för hur dessa storheter kan förändras i olika processer. Vidare syftar kursen till förståelse för de samband, möjligheter och restriktioner som finns för att i framtiden möta behovet av energi på ett långsiktigt uthålligt sätt. Inom ovanstående delar syftar även kursen till att synliggöra kunskaper som är relevanta i maskiningenjörens yrkesroll.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

- förklara grundläggande begrepp inom teknisk termodynamik, som energi, värme och arbete. 
- förklara grundläggande begrepp om fluiders egenskaper och tillstånd. 
- tillämpa termodynamikens 1:a huvudsats på slutna och öppna system.
- förklara innebörden av termodynamikens 2:a huvudsats och de begränsningar som finns för omvandlingsprocesser.
- använda termodynamiska samband, diagram och tabeller för att beräkna olika tillståndsstorheter.
- beskriva i detalj vad en termodynamisk cykel är samt skillnaden mellan reversibla och icke-reversibla processer.
- förklara hur de vanligaste termodynamiska cyklerna fungerar, Otto, Diesel, Clausius-Rankine och Brayton.
- sätta upp grundläggande förbrännings- och förgasningsreaktioner samt kunna lösa enklare förbränningsproblem.
- förklara principerna för ångkraftprocessen (Clausius-Rankine), gasturbinprocessen (Brayton), kompressordrivna förångningsprocessen och förbränningsmotorn (Otto och Diesel).
- kunna lösa problem relaterade till dessa processer och principer som tillämpas för att öka verkningsgraden.
- förklara övergripande tekniska funktionerna hos termisk-, kärn-, vind-, vatten- och solkraft
- diskutera begränsningar och etiska aspekter för användningen av olika energitekniker och bränslen samt tekniker för att minimera miljöeffekter.
- skriva en teknisk rapport

Innehåll

Kursen tar avstamp i de fundamentala principerna kring teknisk termodynamik och principer för energins omvandling: Tillstånd och processer, Termodynamikens 1:a och 2:a huvudsats, Entropi, Carnot-cykeln, Värmemaskiner (Otto, Diesel, Brayton, Clausius-Rankine). Kunskaperna i termodynamik tillämpas sedan på energitekniska processer. Effektiviteten hos olika processer diskuteras tillsammans med de förluster och avfall som uppkommer vid energins omvandling. Principerna för förbränningsmotorn, värme-, värmekraft- och kraftvärmeverk behandlas speciellt, först från termodynamisk synpunkt och sedan genom tillämpningen. Här behandlas även förbränning och förgasning med speciellt fokus på bränslens egenskaper och förbränningslära, samt förluster och miljöpåverkan vid förbränning och förgasning. Senare delar i kursen behandlar betydelsen av förnybara energikällor (biobränslen, vindkraft, sol), fossila bränslen med koldioxidinfångning och kärnkraft för ett energisystem med begränsningar på koldioxidutsläpp. Principerna kring termodynamik och energiteknik övas i räkneövningar samt genom en omfattande konstruktionsuppgift av ett verkligt kraftvärmeverk och en laboration på en värmepump.

Organisation

Kursen är uppbyggd kring: 
- Föreläsningar 
- Räkneövningar 
- En konstruktionsuppgift 
- En laboration
- Frivilligt studiebesök

Litteratur

- Ekroth & Granryd - Tillämpad termodynamik (2006 edition)
- Formel- och tabellsamling Termodynamik med Energiteknik
- Kurskompendium i energiteknik 
- Räkneövningshäfte MTF042

Examination inklusive obligatoriska moment

- Tentamen med betygsskala TH (5,0 hp) - Konstruktionsuppgift och laboration med betygskala UG (2,5 hp)

Kursplanen innehåller ändringar

  • Ändring gjord på tentamen:
    • 2020-03-09: Plats Plats ändrat från Johanneberg till SB Multisal av annbe
      [2020-03-21 5,0 hp, 0111]