IRM20509 Teknisk termodynamikk (Høst 2009)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Emnet er obligatorisk og inngår i bachelorstudium i ingeniørfag

• maskin
• maskin, Y-veien

Forkunnskapskrav utover opptakskrav

Forutsetter kunnskaper i strømningslære undervist i Fysikk med mekanikk (15 studiepoeng)

Undervisningssemester

3. og 4. semester (høst og vår). Vårsemesteret avsluttes i mars. (for kull 2008)

3. semester (høst) for kull 2009.

Innhold

Emnet inngår i rammeplanens hovedemne Tekniske fag.

Studiet vil gi en introduksjon til følgende tema: 

• Termodynamiske konsepter og definisjoner.  
• Termodynamiske systemer  og egenskaper.
• Dimensjonsanalyse, Energiterminologi, termodynamikk og varmelære, termiske maskiner (damp- og gassmotorer, kompressorer) og anlegg for energiproduksjon, herunder vannkraft- og fjernvarmeanlegg.
• Energisituasjonen globalt og i Norge. Alternative energiformer globalt og for delvis oppdekking av det norske energibehovet.
• Tilstandsligninger for gassfase. Tabeller for termodynamiske egenskaper.
• Arbeid og varme.
• Termodynamikkens 1. lov, sirkelprosesser, tilstandsendring, indre energi, entalpi, spesifikk varme.
• Åpne systemer (kontroll-volum), lukkede systemer, stasjonære prosesser. 
• Termodynamikkens 2. lov. Reversible og irreversible prosesser.
• Carnotprosessen, den termo-dynamiske temperaturskala, entropi.
• Sirkelprosesser for kraftproduksjon og kjøling.
• Luftkondensjoneringsprosesser.
• Forbrenning.
• Rankine-, Otto- og Dieselprosessen.
• Gassturbiner, kombinerte Kraftanlegg.
• Nye fornybar energikilder (vann, sol, vind, bølge, tidevann, saltkraft)
• Kuldeanlegg og varmepumper.
• Varmeoverføring, varmeledning, konveksjon, stråling, varmevekslere.

Undervisnings- og læringsformer

Emnet undevises ved bruk av forelesninger, selvstudium, utarbeidelse av tekniske rapporter og obligatoriske øvinger. Som en del av undervisningen forventes det at studentene deltar på bedriftsbesøk. Tema som blir tatt opp på bedriftsbesøkene kan bli etterprøvd på eksamen.

Emnet undervises på norsk. Lærebok, øvingsoppgaver og enkelte forelesninger er på engelsk.  

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

Følgende arbeidskrav må være godkjent før studenten kan fremstille seg til eksamen: 

• 20 obligatoriske øvingsoppgaver må leveres. 70% av disse må være godkjent.

Eksamen

Skriftlig eksamen 3 timer. 
3 av 6 tekniske rapporter medbringes og innleveres på eksamen. Disse rapportene inngår som en del av besvarelsen.
Tillatte hjelpemidler: Formelsamling og kalkulator
Det benyttes bokstavkarakterer A til F, hvor A er beste og E er den dårligste beståtte karakter. F er ikke bestått.

Litteratur

Lærebok:
Cengel, Turner and Cimbala (2008) Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences, 3. ed. McGraw-Hill, (eller siste utgave hvis denne er tilgjennlig ved studiestart) 
Forelesningsreferater og utlevert litteratur. 

Hjelpemidler:

Hellsten og Mørstedt, Energi- og kjemitekniske formler og tabeller.
Mollier h-s diagram for vanndamp.

Støttelitteratur:
Boyle (2004) Renewable Energy, 2. ed., Oxford University Press (eller siste utgave)
Beer and McMurrey (2005) A Guide to Writing as an Engineer, 2.ed. John Wiley & Sons (eller siste utgave)