Kursplan för Termisk energiomvandling

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnThermal Energy Conversion
  • KurskodSEE020
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKMAS
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeEnergi- och miljöteknologi, Kemiteknik, Maskinteknik
  • TemaMiljö och hållbar utveckling 2,5 hp
  • InstitutionRYMD-, GEO- OCH MILJÖVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 55130
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0118 Tentamen 5 hp
Betygsskala: TH
5 hp
  • 11 Jan 2022 fm J
  • 13 Apr 2022 em J
  • 23 Aug 2022 fm J
0218 Laboration 2,5 hp
Betygsskala: UG
2,5 hp

    I program

    Examinator

    Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

    Behörighet

    Grundläggande behörighet för grundnivå
    Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

    Särskild behörighet

    Samma behörighet som det kursägande programmet.
    Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

    Kursspecifika förkunskaper

    Termodynamik med energiteknik.

    Syfte

    Att ge teoretisk kunskap om värmeöverföring samt tillämpad kunskap om energiomvandlingsformer där värmeöverföring spelar en central roll (dvs termisk energiomvandling, som utgör den största andelen av världens energiomvandling). Detta genom att bl.a. laborera i en industriell verksamhet (Chalmers fjärrvärmeverk).

    Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

    - Förklara principen för värmeledning, samt hur ledning påverkas av olika geometrier, material och beläggningar
    - Förklara principen för konvektiv värmeöverföring, samt hur konvektion påverkas av strömningsmekaniken i ett gränsskikt
    - Förklara principen för strålning, samt hur strålning påverkas av geometri och materialegenskaper

    - Formulera en mass- och värmebalans över en energianläggning
    - Förklara principen för olika typer av värmeväxlare
    - Förklara och beskriva principerna för mätning av temperatur, utsläpp, tryck och flöden som används i en förbränningsanläggning
    - Förklara principen för olika typer av solpaneler

    - Lösa energitekniska problem där flera värmeöverföringsmekanismer måste beaktas samtidigt
    - Lösa energitekniska problem där konventionella värmeväxlare är inblandade (NTU-metoden, LMT-metoden)
    - Lösa energitekniska problem i form av beräkningar av utsläpp till atmosfären, luftöverskott och rökgasflöden
    - Lösa energitekniska problem i form av beräkningar av solparker med varierande solstrålning kombinerad med energilagring

    Innehåll

    Kursen Termisk Energiomvandling är en fortsättning på den energitekniska delen av kursen Termodynamik med Energiteknik.

    Termisk energiomvandling är en central del i både det nuvarande och det kommande energisystemet, då det används för att omvandla primärenergi (t.ex. bränsle eller solstrålning) till mer användbara energiformer som värme, el, biogas eller biobränslen till transportsektorn.

    Värmeöverföring spelar en nyckelroll i termisk energiomvandling och utgör den teoretiska grunden i kursen. Alla tre värmeöverföringsmekanismer (ledning, konvektion och strålning) beskrivs utifrån fysikaliska principer, för att därefter studera deras tekniska tillämpning i t.ex. pannor, värmeväxlare och solfångare. I kursen ingår även räkneövningar, som fokuserar på problemlösning med avsikten att illustrera det som gås igenom på föreläsningarna.

    Den främsta utmaningen i solenergi, intermittensen av solstrålningen, utgör den centrala delen i konstruktionsövningen. Lösningar i form av termisk energilagring utvärderas genom dynamisk beräkning för att ta fram en optimerad design enligt kravspecifikationen.

    Kursen har en tillämpad betoning där forskningspannan på Chalmers kraftcentral (ett kommersiellt storskaligt värmeverk med både förbränning och förgasning) med kringutrustning används i laborationerna för att på ett handgripligt sätt studera olika processer inom energiomvandling i en industriell miljö och tillämpa de teoretiska delarna av kursen.

    Mättekniken runt en anläggning är viktig för utvärdering av driften och för redovisning av miljöprestanda. Därför inkluderar kursen att på ett kritiskt sätt kunna mäta flöden, temperatur, tryck och gassammansättning - viktiga moment som nästa generations civilingenjörer kommer att möta i riktiga industriella anläggningar.

    Organisation

    Föreläsningar
    Räkneövningar
    Laborationer (obligatoriska, i grupp)
    Konstruktionsövning (obligatorisk, i grupp)
    Klass-Quiz som kan ge bonuspoäng till tentan

    Litteratur

    Principles of Heat and Mass Transfer, global edition, Incropera et al.

    Kompendium i Mätteknik

    Kompendium i Förbränningslära

     

    Examination inklusive obligatoriska moment

    Godkänd tentamen (efter tillägg av bonuspoäng från quiz)
    Godkänd konstruktionsuppgift

    Godkända laborationsrapporter inklusive närvaro på laborationerna

    Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.