| Wydział |
Mechaniczny |
| Kierunek |
ENERGETYKA |
| Specjalność |
Energetyka Odnawialna |
| Nazwa przedmiotu |
Fizyczne podstawy energetyki wiatrowej i wodnej |
| Rodzaj studiów |
Rok |
Sem. |
Forma zajęć i liczba godzin |
Punkty ECTS |
| Stacjonarne - I stopień |
I |
I |
W15+C15 |
2 |
| Niestacjonarne - I stopień |
I |
I |
W9+C9 |
2 |
| Wymagania wstępne - zaliczone przedmioty: ogólna wiedza z fizyki i mechaniki płynów. |
|
Założenia i cele przedmiotu: rozszerzenie wiedzy z zakresu dynamiki przepływów. Zdobycie wiedzy teoretycznej niezbędnej przy modelowaniu ruchu płynu w obszarze wirników maszyn przepływowych.
|
Metody dydaktyczne: aktywny udział w zajęciach, wykonanie sprawdzianów obliczeniowych.
|
|
Forma i warunki zaliczenia przedmiotu: zaliczenie wykładu i ćwiczeń audytoryjnych, zdanie egzaminu.
Zasada wystawienia oceny końcowej: średnia ważona z zaliczenia ćwiczeń (0,4) i egzaminu (0,6).
|
|
TREŚCI PROGRAMOWE
Wykłady
Pojęcia podstawowe. Turbiny wiatrowe: wolnobieżne, średniobieżne, szybkobieżne. Rodzaje turbin wiatrowych. Reakcja aerodynamiczna działająca na konstrukcję turbiny. Moc turbiny wiatrowej. Sprawność turbiny wiatrowej. Kryterium maksymalnego wykorzystania mocy- kryterium Betza. Współczynnik wykorzystania mocy Cp, współczynnik siły wzdłużnej Cx. Krzywa mocy turbiny wiatrowej. Elementy teorii łopaty śmigła, współczynnik siły unoszenia CL, współczynnik siły oporu CD. Konfiguracja rotora turbiny. Rodzaje turbin wodnych. Turbiny akcyjne (natryskowe) i turbiny reakcyjne (naporowe). Moc turbiny akcyjnej. Optymalna prędkość obwodowa koła turbiny i moc maksymalna. Moc turbiny reakcyjnej – równanie Eulera dla reakcyjnych maszyn przepływowych. Twierdzenie Żukowskiego – Kutty. Trójkąty prędkości na wlocie i wylocie z przestrzeni łopatkowej. Elementy teorii podobieństwa dla wirnikowych maszyn przepływowych. Efekt skali. Typowe turbiny wodne: promieniowa Francisa i osiowa Kaplana. Sprawność turbin wodnych. Stopień reakcyjności turbin.
Ćwiczenia
Obliczanie mocy turbiny wiatrowej o osi poziomej. Wyznaczanie reakcji aerodynamicznej działającej na konstrukcję turbiny. Wyznaczanie sił oporu i unoszenia działających na opływany profil (łopatę śmigła). Wyznaczanie optymalnej mocy turbiny Francisa. Charakterystyki mocy turbiny Francisa. Wyznaczanie sił działających na łopatki turbiny osiowej.
|
Literatura podstawowa
- Gryboś R.; Podstawy mechaniki płynów. PWN, Warszawa 2002.
- Da Rosa A.; Fundamentals of Renewable Energy Processes. Elsevier, New York 2009.
- Zoeb H., Zulkifly A., Zainal A.; Basic Fluid Mechanics and Hydraulic Machines. CRC
Press, Taylor & Francis Group, New York 2007.
|
Literatura uzupełniająca
- Rup K.; Procesy przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym. WNT, Warszawa 2006.
- White F. M.; Fluid Mechanics. McGraw-Hill , New York 2008.
|
| Osoba odpowiedzialna za przedmiot |
|
| Jednostka realizująca przedmiot |
Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej - (M-5) |
