Virtaustekniikka ja lämmönsiirron perusteet (5 op)

Tavoitteet

Opiskelija tuntee virtaustekniikan peruskäsitteet, kuten laminaarin ja turbulentin virtauksen, painehäviön sekä Newtoniset ja ei-Newtoniset fluidit.
Opiskelija osaa soveltaa virtaustekniikan perusyhtälöitä ja mekaanisen energian tasetta pumppujen ja putkistojen alustavassa suunnittelussa ja mitoituksessa sekä osaa huomioida kestävän kehityksen.
Opiskelija oppii opintojaksolla käsiteltävät lämmönsiirtotekniikkaan ja energiatehokkuuteen liittyvät käsitteet siten, että pystyy ratkaisemaan niihin liittyviä keskeisiä ongelmia, soveltamaan tietojaan myöhemmissä aineopinnoissa ja hyödyntämään osaamistaan tulevissa työtehtävissä.

Sisältö

1. Virtaustekniikan käsitteet ja perusyhtälöt
2. Jatkuvuusyhtälö, mekaanisen energian taseyhtälö, virtaustekniikan dimensiottomat luvut ja niiden soveltaminen
3. Putkiston painehäviöt; kitkapainehäviö ja paikallisvastukset
4. Pumput ja niiden prosessitekninen mitoittaminen
5. Lämmönjohtuminen, monikerroksiset seinämät.
6. Konvektio, lämmönsiirron dimensiottomat luvut
7. Säteilylämmönsiirto
8. Kokonaislämmönsiirto, lämmönsiirtimet ja niiden prosessitekniset laskenta- ja mitoitusmallit

Työmuodot

Toteutuksen opetus tapahtuu suomeksi pääasiassa lähiopetuksena, mutta kaikki materiaalit on luettavissa ja tehtävät voi tehdä ja palauttaa itsenäisesti:
-Luennot ja laskuharjoitukset
-Laboratorioharjoitukset

Itsenäinen opiskelu ja verkko-opetus:
-Kotitehtävät ja materiaaliin tutustuminen
-Moodle
-Painelaite- ja standarditentit

Aika ja paikka

-Lukujärjestyksen mukaisesti
-Laboratorioharjoituksille tehdään lisävarauksia myöhemmin syksyllä

Oppimateriaali ja suositeltava kirjallisuus

-Toteutuksella jaettava materiaali
-Kirjaksi suositellaan mitä tahansa virtaustekniikan ja/tai lämmönsiirron peruskirjaa

Opintojaksototeutuksen valinnaiset suoritustavat

-

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

-

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Toteutuksen varsinainen tentti sovitaan erikseen ja se sijoittuu marras-joulukuuhun. Painelaite- ja standarditentit on tehtävissä toteutuksen aikana Moodle-työtilassa vapaasti valittavana aikana (marraskuuhun mennessä).

Kansainväliset yhteydet

-

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opiskelijan ajankäyttö n. 27 h / 1 op:
-Luennot, ohjatut laskuharjoitukset ja tentti 35 h
-Laskuharjoitusten laskeminen itsenäisesti ja materiaalin tarkastelu 25 h
-Painelaite- ja standarditentit (Moodle) 50 h
-Laboratorioharjoitukset ja raportointi 20 h
-Kuormitus n. 8 h / vko / syksy

Sisällön jaksotus

-

Lisätietoja opiskelijoille

-

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointi tapahtuu toteutuksen lopussa pidettävän tentin perusteella, mutta laskuharjoituksilla ja laboratoriotöillä on vaikutusta arviointiin. Painelaite ja standarditentit täytyy suorittaa hyväksytysti ilman virheitä:
-Arviointi toteutuksella 0-5 (läpäisyraja tentistä väh. 40 %)
-Laboratorioharjoituksista maks. +3p /laboratorioharjoitus
-Tentti maks. 30 p

Arviointi
pisteet arvosana
< 12 0
12-14 1
15-17 2
18-20 3
21-23 4
24- 5

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit arvosanalle 1 tyydyttävä

Opiskelija osaa määritellä tai kuvata virtaustekniikkaan ja teollisuuden putkistoihin liittyvät peruskäsitteet ja ilmiöt kvalitatiivisesti ja laskea niihin liittyviä suoraviivaisia, lähinnä kaavaan sijoittamiseen perustuvia laskuja

Arviointikriteerit arvosanalle 3 hyvä

Opiskelija osaa määritellä tai kuvata virtaustekniikan käsitteet ja ilmiöt omin sanoin; hän osaa selittää, mihin ilmiöön liittyvät kaavat perustuvat tai mitä ne tarkoittavat ilmiön kannalta; hän osaa ottaa kantaa saamiensa tulosten mielekkyyteen. Opiskelija osaa mitoittaa pumpun prosessiteknisesti ja tuntee pumpputyypit.

Arviointikriteerit arvosanalle 5 kiitettävä

Opiskelija osaa mallintaa virtaustekniikan ilmiötä, tapahtumia tms. mielekkäiden oletusten pohjalta sekä analysoida, arvioida ja muokata ratkaisuja ja mallia tarvittaessa. Opiskelija osaa mitoittaa ja optimoida putkiston neste- ja kaasuvirtauksille ja valita tarkoituksenmukaisia putkivarusteita. Opiskelija osaa mitoittaa ja optimoida pumpun prosessiteknisesti ja tuntee eri pumpputyypit.

Arviointikriteerit arvosanalle hyväksytty

Opiskelija osaa määritellä tai kuvata virtaustekniikkaan ja teollisuuden putkistoihin liittyvät peruskäsitteet ja ilmiöt kvalitatiivisesti ja laskea niihin liittyviä suoraviivaisia, lähinnä kaavaan sijoittamiseen perustuvia laskuja