Voimalaitoksen energiatekniikka (5 op)

Tavoitteet

Opiskelijan lämpötekninen ajattelutapa kehittyy ja hän tuntee oman alansa tavanomaiset termodynaamiset sovellukset. Opiskelija osaa soveltaa termodynamiikan pääsääntöjä termodynaamisten koneiden tarkasteluun ja ymmärtää pääsääntöjen rajoitukset laitteiden toiminnalle. Opiskelija osaa laskea paineen, tilavuuden ja lämpötilan muutoksia termodynaamisissa prosesseissa sekä kiertoprosesseja suorittavien termodynaamisten koneiden hyötysuhteet ja suorituskyvyn. Opiskelija ymmärtää voimalaitoksissa sekä energian tuotannossa ja käytössä esiintyvien tärkeimpien laitteiden termodynaamisen toiminnan perusteet. Opiskelija hallitsee lämpövoimaprosessien tarkastelun.

Sisältö

-Clausius-Rankine kiertoprosessi, välitulistus ja esilämmitys
-Kostean ilman termodynamiikka
-Lämpöpumput ja kylmäkoneprosessit
-Savukaasulaskut
-Polttomoottorit
-Uusiutuva energia

Aika ja paikka

Kevät 2025 lukujärjestyksen mukaan.

Oppimateriaalit

Verkkomateriaalit Moodlessa. Suositeltu kurssikirja: Yunus A. Cengel, Michael A. Boles, Thermodynamics an Engineering Approach (9th SI-units ed. tai uudempi) tai vastaava termodynaamikan perusteos.

Opetusmenetelmät

- Luennot
- Laskuharjoitukset
- Harjoitustyöt
- Itsenäinen opiskelu

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Lopputentistä on kaksi uusintamahdollisuutta. Tenttien ajankohdat sovitaa aloitusluennolla.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Luennot, laskuharjoitukset ja tentit 45 h
Kirjalliset materiaalit ja tiedonhaku 25 h
Laskuharjoitusten laskeminen itsenäisesti 40 h
Harjoitustyöt 20 h

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija hallitsee lämpötekniset peruskäsitteet ja osaa ratkaista yksinkertaisia energiatekniikan tehtäviä.
Opiskelija tietää lämpövoimakoneiden perusteet.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa soveltaa lämpöteknistä ajattelutapaa oman alansa yksinkertaisten ongelmien ratkaisuun ja osaa ratkaista energiatekniikan tehtäviä.
Opiskelija tietää lämpövoimakoneiden perusteet ja osaa laskea ideaalisia lämpövoimakoneita.
Opiskelija osaa laskea termodynamiikan soveltavia tehtäviä ja reaktioyhtälöitä sekä määrittää teoreettisen palamisen ilmantarpeen ja savukaasujen koostumuksen.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija osaa soveltaa ja käyttää lämpöteknistä ajattelutapaa energiatekniikan ongelmien ratkaisuun ja osaa laskea oman alansa soveltavia energiatekniikan tehtäviä.
Opiskelija osaa käsitellä soveltavia ja laajoja energiatekniikan tehtäviä termodynamiikan pääsääntöjen avulla.

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija hallitsee lämpötekniset peruskäsitteet ja osaa ratkaista yksinkertaisia energiatekniikan tehtäviä.
Opiskelija tietää lämpövoimakoneiden perusteet.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arviointi perustuu lopputenttiin, laskuharjoituksiin sekä harjoitustöihin.

Esitietovaatimukset

Opiskelija ymmärtää termodynamiikan pääsäännöt ja niiden rajoitukset. Opiskelija hallitsee energiatase tarkastelun. Opiskelija tietää virtausmekaniikan perusteet ja osaa laskea painehäviöitä. Opiskelija tuntee energiantuotannon perusteet.