Μαθήματα

Θερμικές Μηχανές

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

1 .Εισαγωγικές έννοιες. Βασικές αρχές λειτουργίας, είδη και εφαρμογές ρευστοδυναμικών μηχανών. Ορισμός υδροδυναμικών και θερμικών μηχανών.
2. Υδροδυναμικές μηχανές. Τύποι και λειτουργία αντλιών.
3. Υδραυλικός, ογκομετρικός, μηχανικός και ολικός βαθμός απόδοσης αντλίας.
4. Χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας. Επιλογή αντλίας.
5. Αντλητική εγκατάσταση. Το φαίνομενο της σπηλαίωσης.
6. Τύποι και λειτουργία υδροστροβίλων. Τρίγωνα ταχυτήτων. Βαθμοί απόδοσης και απώλειες. Νόμοι ομοιότητας και αδιάστατοι παράμετροι.
7. Ιστορική εξέλιξη ΜΕΚ. Κύριες κατηγορίες, κατασκευαστική μορφή, υλικά και ονοματολογία εξαρτημάτων.
8. Βασικές παράμετροι σχεδιασμού και λειτουργίας εμβολοφόρων ΜΕΚ.
9. Δυνάμεις και ροή αυτών μέσα από τα διάφορα τμήματα της μηχανής: δυνάμεις από αέρια, δυνάμεις από μάζες, ανάλυση των δυνάμεων σε αρμονικές, εξουδετέρωση των δυνάμεων, ζυγοστάθμιση.
10. Θερμοχημεία καύσιμων μιγμάτων αέρα-καυσίμου.
11. Συστήματα άμεσης και έμμεσης έγχυσης σε κινητήρες βενζίνης και diesel.
12. Τριβές και λίπανση εμβολοφόρων ΜΕΚ.
13. Τεχνολογίες Αντιρρύπανσης. Σχηματισμός ρύπων σε κινητήρες βενζίνης και diesel.

Μαθησιακοί Στόχοι

Στόχος του μαθήματος είναι να εισάγει τον φοιτητή στις θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας και σχεδιασμού των ρευστοδυναμικών μηχανών (υδροδυναμικών και θερμικών εστιάζοντας στις Μηχανές Εσωτερικής Καύσης). Ο φοιτητής θα πρέπει: α) να αναγνωρίζει τους διάφορους τύπους ρευστοδυναμικών μηχανών και να κατανοήσει τον τρόπο λειτουργίας τους, β) να κατανοήσει την λειτουργία των πτερυγώσεων μέσω εφαρμογών του θεωρήματος της ροπής της ορμής σε πτερωτές ακτινικής και αξονικής ροής, γ) να καταστεί ικανός να αναλύει ρευστομηχανικά αντλίες, και υδροστροβίλους, δ) να κατανοήσει με ποιο τρόπο ο σχεδιασμός και η λειτουργία των βασικών επιμέρους τμημάτων των εμβολοφόρων μηχανών εσωτερικής καύσης επηρεάζουν την ισχύ, την απόδοση, την κατανάλωση καυσίμου και τους εκπεμπόμενούς ρύπους, και ε) να καταστεί ικανός να πραγματοποιεί με επιτύχια βασικούς υπολογισμούς σε κύρια εξαρτήματα των ΜΕΚ και υποσυστημάτων τους (θερμοδυναμική, κινηματική, δυναμική ανάλυση και ενεργειακό ισοζύγιο).

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.
Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις.
Λήψη αποφάσεων.
Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον.
Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής.
Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Πρόσωπο με πρόσωπο. Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας δια μέσου της ηλεκτρονικής πλατφόρμας μάθησης του μαθήματος (Εclass και Moodle), όπου περιλαμβάνονται:
α) Οι διαφάνειες των διαλέξεων.
β) Εκφωνήσεις και λεπτομερείς λύσεις των κυριοτέρων ασκήσεων για κάθε επιμέρους ενότητα.
γ) Διδακτικές σημειώσεις προσαρμοσμένες στη φυσιογνωμία του προσφερόμενου προγράμματος σπουδών.
Επικοινωνία με φοιτητές μέσω e-mail

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται κατά 100% από τον βαθμό της γραπτής τελικής εξέτασης. Η γραπτή τελική εξέταση δύναται να περιλαμβάνει την επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος ΕΥΔΟΞΟΣ
• Παπαντώνης Δ.: Υδροδυναμικές μηχανές αντλίες υδροστρόβιλοι – Υδροδυναμικές μεταδόσεις (ασκήσεις-παραδείγματα). ISBN: 978-618-5066-56-7. 2η Έκδοση. Εκδόσεις Τσότρας, 2016.
• Colin Ferguson – A. Kirkpatrick: Μηχανές Εσωτερικής Καύσης – Ενεργειακή Συμπεριφορά. ISBN: 9789608143401. Εκδόσεις Grapholine. Θεσσαλονίκη, 2008.
Συμπληρωματική προτεινόμενη βιβλιογραφία
• Brennen C.E.: Hydrodynamics of Pumps, Cambridge University Press, 2011.
• J. B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw Hill International Editions, 1988.
• K. Mollenhauer and H. Tschoeke: Handbook of Diesel Engines. Springer-Verlag. London, 2010.
• Woodruff E.B, Lammers H.B., Lammers T.F.: Steam Plant Operation, 8th Ed. McGraw-Hill Professional, 2004.