MMVA01 Termodynamik med strömningslära 5 hp

Transkript

1 Institutionen för Energivetenskaper, LTH MMVA0 Termodynamik med strömningslära 5 hp Kursinformation hösten 008 augusti 008

2 MMVA0 TERMODYNAMIK MED STRÖMNINGSLÄRA SYFTE Kursen syftar till att ge baskunskaper i termodynamik och strömningslära (fluidmekanik) samt viss förståelse av grundläggande termodynamiska processer. Kursen avser också att ge förståelse och kunskap om förlopp och fenomen som inträffar vid gasers och vätskors rörelse. INNEHÅLL Inom kursavsnittet termodynamik behandlas begreppen temperatur, arbete, värme, energi och entropi samt termodynamikens huvudsatser (främst första och andra), inklusive tillämpningar. Gasers och vätskors egenskaper liksom övergången mellan dessa båda faser studeras. Tillståndsstorheter och användandet av tillståndsdiagram innefattas. Inom kursavsnittet strömningslära introduceras först ett antal grundläggande begrepp och samband. Därefter genomgås och tillämpas olika metoder för problemlösning (baserade på differential-, integral- och dimensionsanalys). Bland dessa kan nämnas Bernoullis ekvation, impulssatsen och Reynolds likformighetslag. Dessutom behandlas omströmmade kroppar och rörströmning (inkompressibel strömning). ORGANISATION Kursen bedrivs i form av föreläsningar, storgruppsövningar och räknestugor. Vid räknestuga sker individuell träning i problemlösning med möjlighet till assistans av gruppledare. För ytterligare träning och återkoppling erbjuds tre frivilliga hemuppgifter. En hemuppgift är obligatorisk. Teori inom termodynamik examineras via ett separat prov ( tim). Kursen avslutas med en skriftlig tentamen (4 tim). KURSLITTERATUR Y. A. Çengel, R. H. Turner & J. M. Cimbala, Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences, 3rd Edition (in SI Units), McGraw-Hill (008) D. Eriksson & C. Norberg, Kompendium i grundläggande strömningslära, Institutionen för Energivetenskaper, LTH (006) Kompendiet i Grundläggande strömningslära finns tillgängligt på kursens hemsida, > Värmeöverföring > Utbildning > Kurser > MMVA0. Övrigt kursmaterial (bl.a. Övningsuppgifter: Grundläggande strömningslära, Exempel på teorifrågor och typiska tentamensproblem kan hämtas på kursens hemsida (se ovan). HEMUPPGIFTER, MED BONUS Hemuppgifter löses individuellt och lämnas till kursansvarig eller gruppledare. Institutionens personal rättar och godkänner uppgifterna. Felaktiga eller ofullständiga lösningar återlämnas för förnyad lösning eller korrigering. Tre uppgifter är frivilliga, en uppgift är obligatorisk. Om nöjaktiga lösningar inlämnats före respektive angiven tid (se nedan) utdelas 0.5p per uppgift. Bonuspoäng (maximalt poäng) läggs till den summa som senare fås vid tentamen. Bonuspoängen gäller även vid nästföljande två ordinarie omtentamina. alt. Y. A. Çengel & R. H. Turner, Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences, nd Edition, McGraw-Hill (005)

3 TEORIPROV Ett kortare skriftligt teoriprov genomförs under läsvecka 5 och behandlar teori inom avsnittet termodynamik. Inga hjälpmedel får användas. För godkänt krävs 5 poäng av maximalt poäng. Skrivtiden är 60 minuter. TENTAMEN OCH SLUTBETYG En skriftlig tentamen avslutar kursen. Tentamen består av 6 poäng teori (strömningslära) och 3 poäng problem (4 uppgifter, termodynamik och strömningslära), totalt 38 poäng. Inklusive ev. bonus är den totala poängsumman vid tentamen 40 poäng. För godkänt krävs totalt 7 poäng (inkl. bonus). Skrivtiden är 4 timmar. Tentamen är delad, vilket innebär att först genomförs teoridelen och när denna inlämnats till vakten påbörjas lösandet av problemdelen. Vid teoridelen får inga hjälpmedel användas. Vid problemdelen får kurslitteraturen användas. Egna lösta exempel får ej förekomma vid tentamen. För godkänd kurs, slutbetyg 3 (tre), krävs godkänd hemuppgift, godkänt teoriprov samt godkänd tentamen. Den maximala totala poängsumman av teoriprov och tentamen (inklusive ev. bonus) är 5 poäng. För betyg 4 (fyra) krävs minst 3 poäng, för betyg 5 (fem) krävs minst 43 poäng av den maximala totala poängsumman. EXAMINATOR Kursens examinator är universitetslektor Christoffer Norberg. FÖRELÄSNINGAR Christoffer Norberg föreläser kursen. STORGRUPPSÖVNINGAR OCH RÄKNESTUGOR Problemlösning vid storgruppsövningar samt handledning vid räknestugor genomförs av universitetsadjunkt Teresa Hankala-Janiec. ADMINISTRATION Kursen administreras av Institutionen för Energivetenskaper. Kurssekreterare: Gunvi Andersson (tel , Gunvi.Andersson@energy.lth.se), tjänsterum vån. 5, M-huset, norra delen, rum 58. LÄRARE Christoffer Norberg (8606, Christoffer.Norberg@energy.lth.se, M-huset, rum 55) Teresa Hankala-Janiec (86, Teresa.Hankala-Janiec@energy.lth.se, M-huset, rum 54)

4 MMVA0 Termodynamik med Strömningslära Schema 008 Vecka Tid Aktivitet Grupp Innehåll (prel.) Sal Mån /9, 3-5 Ons 3/9, 0- Tor 4/9, 3-5 Fre 5/9, 3-5 Fö Fö RS RS Ch. //Kap. Ch. 3/4 Ch. 4 Ch. 4 Tis 9/9, 3-5 Ons 0/9, 3-5 Tor /9, 5-7 Fre /9, 0- Fre /9, Mån 5/9, 3-5 Mån 5/9, 5-7 Ons 7/9, 3-5 Tor 8/9, 8-0 Tor 8/9, 5-7 Fre 9/9, Mån /9, 3-5 Mån /9, 5-7 Ons 4/9, 3-5 Tor 5/9, 0- Fre 6/9, Tis 30/9, 3-5 Ons /0, 9-0 Tor /0, 0- Tor /0, Mån 6/0, 3-5 Ons 8/0, 0- Tor 9/0, 8-0 Tor 9/0, 0- Fre 0/0, Mån 3/0, 3-5 Mån 3/0, 5-7 Tor 6/0, 0- Fre 7/0, 3-5 Fö 3 Stgö RS Fö 4 RS RS 3 RS 3 Fö 5 Stgö RS 4 RS 4 RS 5 RS 5 Fö 6 RS 6 RS 6 Fö 7 Teoriprov Fö 8 Stgö 3 Fö 9 Fö 0 Stgö 4 RS 7 RS 7 RS 8 RS 8 RS 9 RS 9 Ch. 5/6 Ch. 6 Ch. 5 Ch. 7 Ch. 5 Ch. 6 Ch. 6 Ch. 8 Ch. 7/8 Ch. 6/7/8 Ch. 6/7/8 Ch. 8 Ch. 8 Kap. //3 Kap. / Kap. / Kap. 4 Termodynamik Kap. 5/6 Kap. 4/5 Kap. 6/7 Kap. 8 Kap. 6/7/8 Kap. 4/5 Kap. 4/5 Kap. 6/7 Kap. 6/7 Kap. 8 Kap. 8 V:N V:Q V:A V:Brand V:Q V:N V:P V:C M:B V:Brand V:Q V:N V:P V:A E:05 V:Q V:B MA 8 V:B M:B V:B M:B V:Brand V:Q E:3336 E:338 V:Q V:Q 8 Tis /0, 4-8 TENTAMEN MA0 H-J Ch. Kapitel i Çengel & Turner; Kap. Kapitel i Grundläggande strömningslära; Fö Föreläsning; Stgö Storgruppsövning; RS Räknestuga 3

5 ÖVERSIKT AV KURSMOMENT: Anmärkning Termodynamik: Çengel, Turner & Cimbala *. Introduktion -5 kursivt, -3 utgår, Engineering Software Packages och EES utgår. Grundläggande begrepp -7 kursivt, -8 utgår 3. Energi, energiutbyte 3-8 kursivt, s , 3-7 utgår 4. Egenskaper för enhetliga ämnen 4-7 kursivt, 4-8 utgår 5. Energiutbyte via värme, arbete och massa 5-5 kursivt 6. Första huvudsatsen 6-5 kursivt 7. Andra huvudsatsen 7-5 kursivt 8. Entropi 8-6 kursivt, 8- utgår, Isentropic Efficiency of Nozzles utgår Strömningslära: Kompendium i grundläggande strömningslära. Introduktion. Fluiders statik.4,.5 kursivt,.7 utgår 3. Viskös strömning 3. kursivt 4. Bernoullis ekvation 4.. kursivt 5. Kontrollvolymsanalys 5., 5., 5.3, 5.6 kursivt 6. Dimensionsanalys, likformighet 7. Omströmmade kroppar,... 7., 7.3, 7.5 kursivt 8. Rörströmning * För motsvarande delkapitel i upplaga (Cengel & Turner), se kursens hemsida. Med kursivt avses avsnitt som bör genomläsas för ökad förståelse alt. orientering kan ingå vid problemlösning (ingår ej i teoridel vid prov/tentamen). 4

6 DETALJPLAN PROBLEMLÖSNING Uppgifter som behandlas på storgruppsövning: Stgö Tid Sal Avsnitt Uppgifter ons 0/9, 3-5 V:A Termodynamik 6-88, 6-30, 6-55 tor 8/9, 8-0 M:B Termodynamik 7-06, 8-4, tor /0, 3-5 M:B Strömningslära 4.3, 4.6, 5.5, tor 9/0, 8-0 M:B Strömningslära 6.3, 7., 8., 8.6 Rekommenderade uppgifter för träning och inlärning (hemstudier, räknestugor = RS): Vecka RS Uppgifter 4-3, 4-5, 4-57, 4-73, , 5-40, 5-64, 5-75, 5-77, , 6-50, 6-68, 6-75, , 7-05, 7-7, , 8-38, ,.,.5,.6, , 4., , 5., 5., 5.4, , 6., 7., 7.3, , 8.4, 8.5, 8.7, 8.8 Obligatorisk hemuppgift: Kursavsnitt Uppgift Inlämnas senast (Nöjaktig lösning) Termodynamik 6-3 Torsdag 5/9-008, 7:00 Frivilliga hemuppgifter: Kursavsnitt Uppgifter Inlämnas senast (Nöjaktig lösning) Termodynamik 5-37, 8-93 Torsdag 8/9-008, 7:00 Strömningslära 6.4 Torsdag 9/0-008, 7:00 8 augusti 008, C. Norberg 5