laatst gewijzigd 08/12/2005

Vakcode: wbtp210

Vaknaam: Project Energie 3

ZIE OOK BLACKBOARD

Het betreft een Thematisch project

ECTS studiepunten: 8,5

Faculteit der  Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek

Docent(en): Bout, ir. G., Klein Woud, prof. Ir. J.,

Infante Ferreira, dr. Ir. C. A., de Werk, ir. A.,

Spaans, drs. J. en Brumsen, dr. M.

Tel.:  015-27 84894

Trefwoorden: Warmteoverdracht. Stromingsleer. Warmtewisselaar. Gasgeiser. Thermodynamische kringprocessen. Ontwerp van een warmtepompboiler of  warmte/kracht installatie. Modelvorming van en metingen aan een warmtepompboiler of dieselmotor. Duurzaamheid, ethiek en bedrijfseconomie bij het ontwerpen van warmtepompboilers of  warmte/kracht installaties.

Cursusjaar:

BSc 2e jaar

Periode:

Afhankelijk van groep

Coll.uren p/w:

 

Andere uren:

240

Toetsvorm:

rapport

Tentamenperiode:

 

(zie jaarindeling)

 

Voorkennis:

wb1126wb, wb1127wb en wb2104. Tenminste 30 EC van het P-programma

Wordt vervolgd door:

wb4304

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

In deel 1 “Warmtewisselaar en Gasgeiser” wordt een systeem met als voornaamste componenten een warmtewisselaar en een gasgeiser onderzocht. Het project is opgedeeld in 3 fasen. De fasen zijn:

·          Analyse (theoretische benadering),

·          Ontwerpen van meetopstelling en opzet meetprogramma,

·          Realisatie metingen en evaluatie meetresultaten.

 

In deel 2 (A “Warmtekrachtinstallatie (WKI)”; B “Warmtepompboiler (WPB)”) worden thermodynamische kringprocessen voor vermogens opwekking en koelmachines/warmte pompen bestudeerd.

Daarna wordt een WKI of WPB ontworpen, rekening houdend met een programma van eisen, duurzaamheid, ethische en economische aspecten. Type en grootte van apparatuur worden bepaald en proces en instrumentatie diagrammen worden afgeleid.

Verder wordt gewerkt aan de modelvorming van en metingen aan een dieselmotor of WPB. Energiestromen, theoretische en werkelijke rendementen worden bepaald onder verschillende omstandigheden.

College materiaal:

  • Moran, M.J. & Shapiro, H.N., Fundamentals of Engineering Thermodynamics, 3nd SI edition, Wiley, 1998;
  • Mills, A.E., Basic Heat and Mass Transfer, 2nd edition, Prentice Hall, 1999, ISBN 0-13-096247-3;
  • Holman, J. P., "Heat Transfer", 8th Ed., McGraw-Hill, 1997.
  • P. de Boer, Basisboek bedrijfseconomie, Wolters-Noordhof, 5e druk, of een recentere editie.
  • Royakkers, L.,I.R. van de Poel, A. Pieters (red.) Ethiek & Techniek: morele overwegingen in de ingenieurspraktijk, Baarn: HB Uitgevers 2004.

Referenties vanuit de literatuur:

zie project taak omschrijving

Opmerkingen (specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):

Het project wordt uitgevoerd in groepen van 4 studenten. Iedere groep levert na deel 1 van het project een verslag in en verzorgt een presentatie. De samenstelling van de groepen kan wijzigen voor deel 2 van het project.  Deel 2 wordt afgesloten met een rapport. Variant A wordt door 1/3 van de studenten gevolgd. Variant B wordt door 2/3 van de studenten gevolgd.

De rapporten worden beoordeeld door de docent en zullen worden besproken met de projectgroep.

Leerdoelen:

De student kan:

  1. Een programma van eisen voor een thermodynamisch werktuigkundig systeem (TS) opstellen

  2. Door toepassing van thermodynamica een procesontwerp voor een TS maken

  3. Door toepassing van warmteoverdracht en stromingsleer hoofdafmetingen voor een warmtewisselaar bepalen

  4. Een gegeven fysisch proces opsplitsen in deelprocessen die samen het hele proces beschrijven 

  5. Voor een deelproces (dat betekent een relevante maar beperkte set gegevens) een realiseerbare meetopstelling ontwerpen

  6. Een eenvoudig experimenteel onderzoek aan een thermodynamisch systeem uitvoeren

  7. Oorzaken van verschillen tussen theorie en experimenten identificeren en kwantificeren

  8. Een theoretisch model valideren door metingen aan een fysisch proces te verrichten waarbij de onnauwkeurigheid van de metingen in de validatie wordt verdisconteerd

  9. Een eenvoudig dynamisch model van een proces opstellen en valideren

  10. Morele ingenieursproblemen, zoals die zich voordoen bij het ontwerpen van een concreet apparaat herkennen en onderkennen en beargumenteren waarom die problemen wel of niet tot zijn verantwoordelijkheid behoren

  11. Onderscheid maken tussen normatieve en feitelijke beweringen, en tussen wettelijke en morele (ontwerp-)eisen

  12. De volgende begrippen definiëren, concretiseren en hanteren (in relatie tot een ontwerp(proces)): Duurzame ontwikkeling (DO); Schaarste: Duurzame energie

  13. Gereedschappen voor DO (als een actoren- en trendanalyse en een beslismodel) hanteren en toepassen op het (eigen) ontwerpproces

  14. Voorwaarden voor maatschappelijk aanvaardbare / gewenste toepassing van een techniek / (soort) apparaat vertalen naar criteria voor een programma van eisen voor een thermodynamisch WS

  15. Bedrijfseconomische analyses uitvoeren om een investering in een TS te kunnen beoordelen, in relatie tot het op te stellen programma van eisen  kostensoorten vertalen naar criteria voor een programma van eisen

  16. Ontwerpen evalueren aan de hand van zelf opgestelde, meetbare criteria voor duurzaamheid, ethiek en bedrijfseconomische haalbaarheid

 

Computer gebruik:

  • Rapportage en verkrijgen van informatie via www
  • Berekening van thermodynamische data, verzamelen en verwerken van meetgegevens.

Practicum:

Metingen aan een dieselmotor of aan een WPB installatie. Verzamelen en verwerken van meetgegevens en vertaling naar prestatie grootheden.

Ontwerp component:

Modelleren van een fysisch proces, ontwerpen meetopstelling en opzetten meetprogramma.

Ontwerp van een gecombineerde warmte/kracht of van een warmtepompboiler installatie.

Percentage ontwerponderwijs:  60 %