IRE36113 Energiteknikk (Høst 2015)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Valgemne for Bachelor i ingeniørfag:

• industriell design
• industriell design, Tress
• elektro
• elektro, Tress
• elektro, Y-veien

Forkunnskapskrav utover opptakskrav

Forutsetter kunnskaper fra emnet Fysikk/kjemi og kunnskaper i rapportskriving fra emnet Ingeniørrollen og prosjektarbeid, eller tilsvarende.

Undervisningssemester

5. semester (høst)

Studentens læringsutbytte etter bestått emne

Kunnskaper

Studenten har bred kunnskap om

• egenskapene til rene stoffer, faselikevekt og tilstandslikninger
• energiloven for lukket system
• kjennskap til grunnleggende begreper innen energiteknikk
• energiloven for åpent system med stasjonær strømning
• entropi, tilstandsendringer, kretsprosesser, reversible og irreversible prosesser
• sirkelprosesser for kraftproduksjon og kjøling
• Otto-, diesel- og gassturbinprosessen
• kjølemaskiner og varmepumper
• varmeoverføring og varmevekslere
• forvaltning og utnyttelse av forskjellige energiformer i ulike sammenheng

Ferdighet

Studenten kan

• gjennomføre energianalyse
• dimensjonere enkle termiske prosesser
• velge arbeidsmedium og beregne energiutnyttelse

Generell kompetanse

Studenten

• anvender kunnskap til å optimalisere energiproduksjon, effektivere energiforbruk og bedre utnyttelse av fornybare energikilder
• skriver mindre tekniske rapporter på en akademisk måte

Innhold

Følgende tema vil bli berørt:

• Energiterminologi, termodynamikk og varmelære, termiske maskiner (damp- og gassmotorer, kompressorer) og anlegg for energiproduksjon, herunder vannkraft- og fjernvarmeanlegg.
• Nye fornybare energikilder (sol, bio, vind, bølge, tidevann og saltkraft) 
• Kjøleanlegg og varmepumper
• Strømningslære: strøming av fluider i lukkede rør og kanaler, bernoullis ligning, friksjonstap i armatur og fittings.
• Pumper og vifter.
• Energiøkonomisering (ENØK), ressurser og miljø.
• Energisituasjonen globalt og i Norge. Alternative energiformer globalt og for delvis oppdekking av det norske energibehovet.
• Energitekniske konsepter og definisjoner.
• Termodynamiske systemer og egenskaper.
• Tilstandsligninger for gasser.
• Tabeller for termodynamiske egenskaper.
• Arbeid og varme.
• Forbrenningsprosesser
• Termodynamikkens 1. lov; sirkelprosesser, tilstandsendring, indre energi, entalpi, spesifikk varme. Åpne systemer (kontroll-volum) og lukkede systemer, stasjonære prosesser.
• Termodynamikkens 2. lov. Reversible og irreversible prosesser, Carnotprosessen, den termo-dynamiske temperaturskala, entropi. Sirkelprosesser for kraftproduksjon og kjøling.
• Rankine-, Otto- og Dieselprosessen. Gassturbiner, kombinerte kraftanlegg
• Varmeoverføring, varmeledning, konveksjon, stråling, varmevekslere.
• Akademisk skriving av tekniske rapporter.

Undervisnings- og læringsformer

Emnet undervises 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.

Faget foreleses normalt på norsk, men faget kan undervises delvis på engelsk ved behov. Lærebøker, øvingsoppgaver og enkelte forelesninger er på engelsk.

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

• Bedriftsbesøk
• Øvinger
  
  Nærmere definerte arbeidskrav fastsettes i emnets undervisningsplan.
  Arbeidskrav må være godkjent før studenten kan fremstille seg til eksamen.

Eksamen

4 timer individuell skriftlig eksamen og rapporter.

3 tekniske rapporter medbringes og innleveres på eksamen. Rapportene inngår som en del av besvarelsen.

Tillatte hjelpemidler: Godkjente formelsamlinger og kalkulator.

Det settes en helhetlig karakter A - F, hvor A er beste karakter og F er ikke bestått.

Dersom studenten ikke består eksamen, eller ønsker å forbedre karakteren, må alle eksamenskomponenter leveres på nytt. Det vil da være mulig å forbedre tidligere rapporter.

Evaluering av emnet

Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter.

Skriftlig sluttevaluering av emnet.

Litteratur

Pensumlitteratur:
Forelesningsreferater og utlevert litteratur

Cengel,Turner and Cimbala, Thermal-Fluid Science, McGraw-Hill, 4. ed., 2012 (eller siste utgave hvis dette er tilgjenglig ved studiestart)

Utdrag fra Cengel and Turner, Thermal-Fluid Science, McGraw-Hill, 2. ed., 2005

Utdrag fra Cengel and Boles, Thermodynamics. 

Støttelitteratur:
Boyle, Renewable Energy, Oxford University Press, 2. ed., 2004, (eller siste utgave hvis dette er tigjenglig ved studiestart)

Beer and McMurrey "A Guide to Writing as an Engineer" 3.ed, 2010 (eller siste utgave hvis dette er tigjenglig ved studiestart)

Hellsten og Mørstedt:Energi- og kjemitekniske formler og tabeller

Mollier:h-s diagram for vanndamp.

Endringer i litteraturlisten må påregnes grunnet utviklingen i faget, og sekundær litteratur kan komme i tillegg.