IRM32513 Prosess og energisystemer (Høst 2018)
Fakta om emnet
- Studiepoeng:
- 10
- Ansvarlig avdeling:
- Fakultet for informasjonsteknologi, ingeniørfag og økonomi
- Studiested:
- Fredrikstad
- Emneansvarlig:
- Ole Kristian Førrisdahl
- Undervisningsspråk:
- Se pkt. Undervisnings- og læringsformer
- Varighet:
- ½ år
Emnet er tilknyttet følgende studieprogram
Valgemne i Bachelorstudium i ingeniørfag:
- Maskin
- Maskin, TRESS
- Maskin, Y-veien
- Kjemi
- Kjemi, TRESS
- Kjemi, Y-veien
Absolutte forkunnskaper
Ingen
Anbefalte forkunnskaper
Det anbefales bestått i emnet Teknisk termodynamikk eller tilsvarende.
Undervisningssemester
5. semester (høst)
Studentens læringsutbytte etter bestått emne
Kunnskaper
Studenten
- kan beskrive energiflyten i prosess og energisystemer
- kan utføre beregninger som masse og energibalanser i flere av fagets tema
Ferdigheter
Studenten
- kan gjennomføre en enkel HAZOP analyse
- kan gjennomføre energianalyse, dimensjonerer enkle termiske prosesser, velger arbeidsmedium og beregner energiutnyttelse
Generell kompetanse
Studenten
- kan kommunisere om de faglige temaer med andre som har generell bakgrunn innen fagområdet og med mindre ekspertmiljø
- kan anvende aktuell teorisk kunnskap for å optimalisere energibruk
- kan lese og forstå industrielle flytskjema
Innhold
Følgende tema vil bli introdusert:
- Masse og energibalanser
- Faseoverganger
- Gjennongang av forskjellige enhetsoperasjoner knyttet til energiomsettning
- Forbrenningsprosesser
- Analyse av energiflyten i destillasjonskolonner
- Pumper, turbiner og kompressorer
- Kostnadsestimering av prosessanlegg
- Flyskjemaer
- Sikkerhet og HAZOP-analyser
- Immaterielle rettigheter knyttet mot prosessindustrien
- Bruk av termodynamiske analysemetoder (Pinch Teknologi) og heuristiske regler for design av industrielle prosesser
- Varmeoverføring og varmevekslere
- Eksergianalyse
- Fjernvarmesystemer og luftkondensjonering
- Fornybare energiprosesser - virkemåter, energistrømmer og potensialer for, solenergi, vindenergi, bølge, vann, tidevann, saltgradient, geotermisk og bioenergisystemer
- Transport av naturgass, prosessering av naturgass, hydrater og hydratdannelse
- Gassekplosjoner og sikkerhetsaspekter ved gasstransport
- Integrering av nye energibærere og kilder - produksjon, transport og sluttbruk med fokus på bruk av hydrogen og brenselceller
- Prosesser for CO2 fangst, blant annet absorpsjonsprosesser
Undervisnings- og læringsformer
Emnet undervises ved forelesninger, selvstudium, laboratoriearbeid, utarbeidelse av tekniske rapporter og obligatoriske øvinger. Det fokuseres på akademisk skriving av rapporter. 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 tilsikter å gi innføring i energiflyten i prosess og energisystemer, og øvelse i å løse energirelaterte problemer.
Det kreves kunnskap om nødvendige helse-, miljø- og sikkerhetstiltak ved gjennomføring av laboratorieoppgaver, samt relevant teori som er knyttet til laboratorieoppgaven.
Emnet undervises normalt på norsk, men ved deltagelse av internasjonale studenter vil undervisning bli gitt på engelsk.
Lærebøker, øvingsoppgaver og enkelte forelesninger er på engelsk.
Arbeidsomfang
250-300 timer
Praksis
Ingen
Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen
- Deltakelse ved inntil to laboratorieoppgaver
- Deltakelse ved ett bedriftsbesøk
- Øvinger (minst 50 % av 4 øvinger må være godkjent)
Nærmere definerte arbeidskrav fastsettes i emnets undervisningsplan.
Arbeidskrav må være godkjent før studentene kan fremstille seg til eksamen.
Eksamen
Skriftlig eksamen, individuell. Varighet: 3 timer. Hjelpemidler: Godkjente formelsamlinger. Kalkulator, med tomt minne, som ikke kan regne symbolsk eller kommunisere trådløst.
Etter nærmere angitte kriterier leveres et utvalg av tekniske rapporter, presentasjoner av tekniske rapporter og laboratorieoppgaver sammen med eksamensbesvarelsen.
Det gis én samlet karakter på skriftlig eksamen med innleverte rapporter og oppgaver.
Det benyttes bokstavkarakterer A til F, der A er beste karakter og F er ikke bestått.
Sensorordning
To sensorer, hvorav en ekstern
Vilkår for ny/utsatt eksamen
Ved ikke bestått eller ønske om forbedring av karakter må ny skriftlig eksamen gjennomføres og nye innleveringer leveres etter avtale med faglærer.
Evaluering av emnet
Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter.
Skriftlig sluttevaluering av emnet.
Litteratur
Cengel, Turner and Cimbala (2012), Thermal-Fluid Science, McGraw-Hill, 4. ed. (eller siste utgave hvis dette er tilgjengelig ved studiestart)
Kletz, Trevor A. (1998), What Went Wrong?, 4. ed. (eller siste utgave hvis dette er tilgjengelig ved studiestart)
Kemp, Ian C. (2006), Pinch Analysis and Process Intergration, 2. ed. (eller siste utgave hvis dette er tilgjengelig ved studiestart)
Forelesningsreferater og utlevert litteratur.
Støttelitteratur:
Beer and McMurrey (2014), A Guide to Writing as an Engineer, 4. ed.
Hellsten og Mørstedt, Energi- og kjemitekniske formler og tabeller
Mollier, h-s diagram for vanndamp