Μαθήματα

Διεργασίες εναλλαγής αερίων θερμικών μηχανών

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

1. Συμπιεστές και στρόβιλοι. Τύποι και λειτουργία στροβίλων και συμπιεστών.
2. Παράμετροι λειτουργίας και σχεδιασμού. Χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας.
3. Διαφορές ακτινικών και αξονικών στροβίλων και συμπιεστών.
4. Ατμοστρόβιλοι. Ανάλυση κύκλων παραγωγής ισχύος με ατμό.
5. Λειτουργία βαθμίδας, τύποι βαθμίδων και διαβάθμιση. Βαθμός απόδοσης.
6. Αεριοστρόβιλοι και στροβιλοκινητήρες. Ανάλυση κύκλων παραγωγής ισχύος.
7. Υπολογισμός επιδόσεων. Περιγραφή και τεχνικά στοιχεία τμημάτων του στροβιλοκινητήρα.
8. Καύση στις ΜΕΚ (σε κινητήρα βενζίνης, σε κινητήρα diesel, σε αεριοστρόβιλο). Ανάλυση δυναμοδεικτικού διαγράμματος.
9. Καθυστέρηση έναυσης. Προσδιορισμός γραμμής καύσης.
10. Μετάδοση θερμότητας/ψύξη εμβολοφόρων ΜΕΚ. Υπολογισμοί θερμικής καταπόνησης εμβόλου, κυλινδροκεφαλής, κορμού και βαλβίδων.
11. Ροή γόμωσης μέσα στον κύλινδρο μιας εμβολοφόρας ΜΕΚ.
12. Διεργασίες εναλλαγής αερίων σε εμβολοφόρες ΜΕΚ. Ροή μέσα από τις βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής.
13. Υπερπλήρωση MEK. Κύριοι τύποι υπερπλήρωσης, ψύξη του αέρα υπερπλήρωσης, χάρτες λειτουργίας συμπιεστή- στροβίλου-κινητήρα.

Μαθησιακοί Στόχοι

Στόχος του μαθήματος είναι να εισάγει τον φοιτητή στις θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των αεριοστροβίλων. Ο φοιτητής θα πρέπει: α) να αναγνωρίζει τους διάφορους τύπους αεριοστοβίλων 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 τους αναλύει ρευστομηχανικά και δ) να κατανοήσει επιμέρους διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε μια Μηχανή Εσωτερικής Καύσης όπως είναι η ροή γόμωσης μέσα στον κύλινδρο, ροή μέσα από τις βαλβίδες, η υπερπλήρωση, η καύση και μετάδοση θερμότητας/ψύξη εμβολοφόρων ΜΕΚ.

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.
Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις.
Λήψη αποφάσεων.
Ομαδική Εργασία – κατανομή ευθυνών.
Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον.
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
• Γιακουμής Ε. : Εναλλαγή αερίων και υπερπλήρωση ΜΕΚ. ISBN: 978960330731-0. 1η έκδοση. Εκδόσεις Φούντας, 2011.
• Wilson D.G., Korakianitis T.: Σχεδιασμός στροβιλομηχανών και αεριοστροβίλων υψηλής απόδοσης. ISBN: 978-960-418-702-7. Επιστημονική επιμέλεια, Ανέστης Ι. Κάλφας, 2η Έκδοση. Εκδόσεις Τζιόλα. Θεσσαλονίκη, 2017.
• Dixon S.L., Hall C.A.: Στροβιλομηχανές. Ρευστομηχανική και Θερμοδυναμική Στροβιλομηχανών – Θεωρία και εφαρμογές. ISBN: 9789603307846. 7η Έκδοση. Εκδόδεις Fountas, 2018.
Συμπληρωματική προτεινόμενη βιβλιογραφία
• N. Watson and M.S. Janota: Turbocharging the Internal Combustion Engine. Macmillan Press, 1982.
• W.W. Pulkrabek: Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine. Pearson, 1997.
• J. B. Heywood: Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw Hill International Editions, 1988.
• Saravanamuttoo H.I.H., Rogers G.F.C., Cohen H., Straznicky P.V., Nix A.C.: Gas Turbine Theory, 7th Ed. Pearson Education Limited, 2017.
• Turton R.K.: Principles of Turbomachinery, 2nd Ed. Chapman & Hall. London, 1995.
• Lewis R.I.: Turbomachinery Performance Analysis, Arnold Wiley, 1996.