Trefwoorden
Thermodynamica (P240), gas- en vloeistofdynamica (P190), stromingsdynamica, aërodynamica
Doelstellingen
Efficiënte energieomzetting en -transport is meer dan ooit onmisbaar in alle hedendaagse ingenieursdisciplines. Bijgevolg is het noodzakelijk om de onderliggende basisconcepten in de thermodynamica, warmtetransport en stromingsdynamica te kennen en kunnen gebruiken bij ingenieurstoepassingen. Dit is dan ook een onmisbaar onderdeel bij het begin van de opleiding tot een volwaardig industrieel ingenieur.
Kennen van de theoretische formuleringen van de hoofdwetten van de thermodynamica. Het toepassen van een 1D thermodynamische systeemkundige analyse van standaard energetische componenten (verbrandingsmotor, turbine, compressor, pomp,…) en integrale installaties (stoominstallatie, koelmachine,…), waarbij de toestandsveranderingen, de energieomzetting tussen thermische en mechanische energie en het rendement worden berekend.
De 3 behoudswetten van massa, energie en impuls onder vereenvoudigde vorm kennen en kunnen afleiden voor de dynamica van gassen en vloeistoffen. Basis kennis verwerven in de meest voorkomende stromingsfenomenen (wrijving, loslating, niet-stationair, omslag, turbulentie, …). Het berekenen van klassieke interne stromingsdynamische (leidingen, installaties, …) en externe aërodynamische (voertuigen, sport,…) toepassingen.
Kennismaking met numerieke stromingssimulatie of Computational Fluid Dynamics (CFD), door het uitvoeren van een CFD project voor eenvoudige toepassingen, waarbij de numerieke resultaten worden vergeleken met theorie en experiment.
Leerinhoud
Thermodynamica:
Basisconcepten. Eigenschappen van gassen, mengsels en dampen. Behoudswet van energie toegepast op gesloten en open systemen. Toestandsveranderingen en toestandsdiagrammen. De tweede hoofdwet van de Thermodynamica. Entropie. Standaard kringprocessen. Warmteoverdracht via conductie, convectie en straling.
Stromingsdynamica:
Afleiding en toepassing van de behoudswetten onder vereenvoudigde vorm. Studie van basisconcepten en veel voorkomende stromingsfenomenen aan de hand van praktische toepassingen. Wrijving en weerstand. Interne wrijvingsverliezen . Basisbeginselen van de externe aërodynamica. De theoretische basiswetten van stromingen. Analytische en empirische modellen van stroming worden bestudeerd en ingeoefend.
Introductie van numerieke simulatie binnen CAE-omgeving. Het numerieke simulatieproces van vloeistof-, gas- en warmtestromingen wordt uiteengezet, gedemonstreerd en ingeoefend.
Begincompetenties
Eindcompetenties van middelbaar onderwijs voor wiskunde en natuurkunde. Wiskunde 1 gevolgd hebben
Eindcompetenties
Kerncompetentie 1:
In staat zijn om theoretische en praktische inzichten uit de verschillende aanverwante wetenschappelijke disciplines inzake thermodynamica en stromingsdynamica correct te hanteren binnen ingenieurswetenschappelijke probleemstellingen (SCA1).
Onder meer:
In staat zijn om de basisbeginselen van de thermodynamica te kunnen toepassen op standaard energetische apparaten (verbrandingsmotor, turbine, compressor, pomp,…) en installaties (stoominstallatie, koelmachine,…).
In staat zijn om de basisprincipes van de stromingsdynamica te kunnen toepassen bij eenvoudige stromingsproblemen die optreden bij klassieke interne stromingsdynamische ( installaties, leidingen,…) en externe aërodynamische (voertuigen, sport,…) toepassingen.
In staat zijn om de basisstappen van een numerieke stromingssimulatie of Computational Fluid Dynamics, CFD analyse te herkennen en te kunnen toepassen op welgekende interne of externe stromingsfenomenen.
Algemene competentie 1:
In staat zijn om blijvend kritisch, creatief en wetenschappelijk te denken en te redeneren inzake het toepassen. (AC1)
Algemene competentie 2:
In staat zijn om relevante wetenschappelijke en technische informatie adequaat inzake stromingsdynamica en thermodynamica te verzamelen en te verwerken (AC2)
Onder meer:
In staat zijn uitgaande van een praktisch probleem, de wetenschappelijke/techgnische achtergrond te situeren, bijhorende informatiedragers te vinden en het probleem te bespreken met specialisten.
Algemene competentie 3 :
In staat zijn om inzichtelijke verbanden te leggen tussen verschillende wetenschappelijke disciplines inzake thermodynamica en stromingsdynamica om technische problemen en processen te begrijpen. (AIC3)
Onder meer:
De algemene vaardigheid bezitten om de verschillende onderbouwende disciplines en onderwerpen van de de thermodynamica en de stromingsdynamica te herkennen en terug te vinden: deze competentie bevindt zich op het niveau van: theoretisch en empirisch methoden.
Leermaterialen
::Voor meer informatie, klik hier::
Cursus: Mechanica II ( P.Van Ransbeeck)
Powerointperesentatie met bijbehorend multimedia materiaal.
Handleiding: COSMOS FloWorks
Studiekosten
Studiebegeleiding
Tijdens theoretische hoorcolleges
Tijdens praktische oefeningen
Op afspraak
Via dokeos
Onderwijsvormen
Theorie: hoorcollege
Oefeningen: geleide analytische oefening sessies, thermodynamica en stromingsdynamica
Projectwerk: kennismaking numerieke stromingssimulatie in groepsverband.
Evaluatievorm
Theorie: schriftelijk examen (2/3)
Oefeningen: gequoteerde oefening (2/9)
Projectwerk: verslag CFD project ( 1/9)
De beoordeling en het tot stand komen van de eindquotatie van opleidingsonderdelen gebeurt via het wiskundige gemiddelde volgens de toegekende coëfficiënten. Indien nochtans op één van de onderscheiden vakken (delen van opleidingsonderdelen) 7 of minder op 20 wordt behaald, kan worden afgeweken van deze rekenkundige berekening van de eindquotatie van het opleidingsonderdeel en kunnen de punten bij consensus worden toegekend.
OP-leden
Peter Van Ransbeeck, Tom Claessens, Frédéric Maes, Benjamin Van Der Smissen, Guy Foubert, Christian Vandenplas
|
|
