Μαθήματα Επιλογής Ενεργειακού Τομέα (7ο Εξάμηνο)

Μηχανές Εσωτερικής Καύσης ΙΙ

Θεωρητικό μέρος:

  • Σχηματισμός ρύπων και έλεγχος αυτών: οξείδια του αζώτου, μονοξείδιο του άνθρακα, άκαυστοι υδρογονάνθρακες, σωματίδια, επεξεργασία καυσαερίου.
  • Καταλυτικοί μετατροπείς και συστήματα ελέγχου εκπομπών.
  • Ενεργειακή συμπεριφορά ΜΕΚ, θερμικός υπολογισμός κινητήρα, υπερπλήρωση.
  • Μετάδοση θερμότητας στις μηχανές: μετάδοση θερμότητας με συναγωγή και ακτινοβολία, θερμική φόρτιση και θερμοκρασία διαφόρων εξαρτημάτων.
  • Τριβή και λίπανση: γενικές αρχές, τριβή διαφόρων εξαρτημάτων, απώλειες τριβής, λιπαντικά, είδη λίπανσης, υδροδυναμική θεωρία λίπανσης.
  • Στοιχεία δυναμικής παλινδρομικών μηχανών, κινηματική.
  • Δυνάμεις εργαζόμενης ουσίας και μάζας, διάγραμμα ροπών, ζυγοστάθμιση.
  • Παραδείγματα υπολογισμών.
  • Συστήματα τροφοδοσίας με μηχανική έγχυση του καυσίμου (injection).

Εργαστηριακό μέρος:

Εργαστηριακές μετρήσεις και δοκιμές μηχανών: μέτρηση διαφόρων λειτουργικών μεγεθών, τύποι δοκιμών, διάγραμμα επίδοσης.

Ηλεκτρικό δυναμόμετρο: μετρήσεις, υπολογισμοί, κατασκευή διαγραμμάτων. Λήψη δυναμοδεικτικού διαγράμματος: επεξεργασία, υπολογισμοί. Αναλυτές καυσαερίων: αρχές λειτουργίας, επιτρεπόμενα όρια και μέτρηση εκπομπών ρύπων.

Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου μηχανών αυτοκινήτου: περιγραφή, μετρήσεις, προσδιορισμός βλαβών συστημάτων αυτοκινήτου.

Συσκευή ελέγχου κεφαλών: ανίχνευση ρηγμάτων στις κεφαλές, υπό θερμοκρασία πραγματικής λειτουργίας.

 

Ηλεκτρικές Μηχανές ΙΙ

Θεωρητικό μέρος:

  • Γενικά για τη χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας στην κίνηση και οι απαιτήσεις των κινητήριων συστημάτων.
  • Δομή των ηλεκτρικών κινητήριων συστημάτων.
  • Το σύστημα ζεύγος κινητήριας μηχανής και ηλεκτρικής γεννήτριας και οι εφαρμογές του, έλεγχος, λειτουργία, αυτοματοποίηση.
  • Το σύστημα κινητήρας και μηχανή παραγωγής έργου (μηχανισμοί μεταφοράς της κίνησης, ροπή, ταχύτητα, τριβή, μεταβατικές καταστάσεις, ευστάθεια).
  • Διατάξεις ελέγχου ταχύτητας (Kramer, Scherbious, Kaskade).
  • Συστήματα χωρίς ή με ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος.
  • Συστήματα κινητήρων συνεχούς ρεύματος με ελεγχόμενους μετατροπείς εναλλασσόμενου ρεύματος ή με ηλεκτρονικούς ρυθμιστές συνεχούς τάσης.
  • Συστήματα τριφασικών επαγωγικών κινητήρων με ηλεκτρονικούς μετατροπείς ελέγχου της τάσης ή με κυκλομετατροπείς ή με μετατροπείς συχνότητας ή με μετατροπείς ελέγχου της ολίσθησης με ανάκτηση ισχύος.
  • Συστήματα σύγχρονων τριφασικών κινητήρων με κυκλομετατροπείς, συστήματα αυτοελεγχόμενων σύγχρονων κινητήρων.
  • Συστήματα με άλλους τύπους κινητήρων ηλεκτρονικά ελεγχόμενων.
  • Χρησιμοποίηση των προγραμματιζόμενων ελεγκτών στην κίνηση.
  • Μαθηματική ανάλυση των συστημάτων, συμπεριφορά, εκκίνηση, πέδηση, προστασία.
  • Τεχνικές ελέγχου των συστημάτων, έλεγχος μέσω υπολογιστή.
  • Βαθμός απόδοσης και εξοικονόμηση ενέργειας.
  • Συγκρίσεις και κριτήρια επιλογής.
  • Χρησιμοποίηση των συστημάτων στα ηλεκτροκίνητα τρένα, ηλεκτρικά λεωφορεία, ηλεκτρικά και υβριδικά οχήματα, ανελκυστήρες, ανυψωτικά μηχανήματα, εναέρια μεταφορικά συστήματα, σε βιομηχανικά συστήματα μεταφοράς υλικών, στις κλιματιστικές μονάδες, κλπ.

Εργαστηριακό μέρος:

Τα γνωστικά αντικείμενα των ασκήσεων αναφέρονται στη μελέτη της μόνιμης ή μεταβατικής συμπεριφοράς διαφόρων τύπων ηλεκτρικών κινητήριων συστημάτων με χρήση ηλεκτρονικών μετατροπέων ισχύος μέσω διατάξεων αυτομάτου ελέγχου ή υπολογιστή.

Ειδικότερα, εκτός από τις θεμελιώδεις τεχνικές ελέγχου ηλεκτρικής κίνησης, εξετάζονται συστήματα με κινητήρα συνεχούς ρεύματος ελεγχόμενο μέσω μετατροπέα ρεύματος, με κινητήρα συνεχούς ρεύματος με κλειστούς βρόγχους ελέγχου ταχύτητας και ρεύματος, με μηχανή συνεχούς ρεύματος ελεγχόμενη και στα τέσσερα τεταρτημόρια, με τριφασικό επαγωγικό κινητήρα με έλεγχο μέσω τάσης, με τριφασικό επαγωγικό κινητήρα με έλεγχο μέσω μετατροπέα συχνότητας ΡWM, με τριφασικό επαγωγικό κινητήρα δακτυλιοφόρου δρομέα ελεγχόμενο μέσω μετατροπέων με έλεγχο της ισχύος ολίσθησης, με σύγχρονο τριφασικό κινητήρα ελεγχόμενο μέσω μετατροπέα με αισθητήριο θέσης.

 

Υπολογιστικές Μέθοδοι σε Ρευστοδυναμική και Μετάδοση Θερμότητας

Θεωρητικό μέρος:

  • Εξίσωση μεταφοράς: αναφορά στους μηχανισμούς συναγωγής, διάχυσης και πηγής. Παρουσίαση εξισώσεων Navier–Stokes (συνέχειας και ορμής) και ενέργειας και επεξήγηση των διάφορων όρων.
  • Συνοπτική παρουσίαση της Αριθμητικής Ανάλυσης. Επίλυση αλγεβρικών συστημάτων. Γραμμικοποίηση αλγεβρικών εξισώσεων. Αριθμητικό σφάλμα.
  • Προσέγγιση παραγώγου με σειρές Taylor. Ανάντη, κατάντη και κεντρώα παραγώγιση.
  • Διακριτοποίηση, υπολογιστικό πλέγμα και οριακές συνθήκες.

Εργαστηριακό μέρος:

  • Μονοδιάστατη, μόνιμη μετάδοση θερμότητας σε ράβδο (επίλυση με υπολογισμούς και στο Excel):
    – Σταθερός συντ/στής αγωγιμότητας, χωρίς εξωτερική ψύξη/θέρμανση με συναγωγή ή παραγωγή θερμότητας.
    – Σταθερός συντ/στής αγωγιμότητας, με εξωτερική ψύξη/θέρμανση με συναγωγή ή παραγωγή θερμότητας.
    – Μεταβλητός (συναρτήσει της θερμοκρασίας) συντ/στής αγωγιμότητας, με εξωτερική ψήξη/θέρμανση με συναγωγή ή παραγωγή θερμότητας.
  • Μονοδιάστατη, μη μόνιμη ψύξη/θέρμανση (σημειακού) σώματος (επίλυση με υπολογισμούς και στο Excel).
  • Επίλυση στο Excel με trial-and-error της εξίσωσης καύσης υδρογονανθράκων τύπου CαΗβΟγ με αέρα. Οι υπολογισμοί θα λαμβάνουν υπόψη δεδομένο υπερ–στοιχειομετρικό λόγο λ, τη θερμοκρασία του οξειδωτικού αέρα και τη μεταβολή της θερμοχωρητικότητας των αερίων με τη θερμοκρασία για να υπολογιστεί η περιεκτικότητα των καυσαερίων και η αδιαβατική θερμοκρασία καύσης.
  • Επίλυση δικτύων αγωγών ροής υγρών ή αερίων με τη μέθοδο Hardy–Cross.
  • Επίλυση δισδιάστατης, μόνιμης, στρωτής ροής.
  • Επίλυση με τη μέθοδο Runge-Kutta ενός κατάλληλου προβλήματος (π.χ. τροχιά σωματιδίου μέσα σε δεδομένη ροή ρευστού).

 

Θέρμανση – Ψύξη – Κλιματισμός ΙΙ

Θεωρητικό μέρος:

  • Θεωρία ψύξης (ψυκτικοί κύκλοι και διατάξεις), συμπιεστές ψυκτικών μονάδων.
  • Ψυχρομετρία (καταστάσεις και μεταβολές αέρα). Υπολογισμός Ψυκτικών Φορτίων.
  • Δίκτυα Αεραγωγών, εκλογή ανεμιστήρων.
  • Περιγραφή, μελέτη και υπολογισμοί των βασικών συστημάτων κλιματισμού (Κεντρικές μονάδες, ημικεντρικές μονάδες, split συστήματα, ψύξη με Fan Coils).
  • Αναφορά στα σύγχρονα εξελιγμένα συστήματα των εγκαταστάσεων κλιματισμού.
  • Λύση προβλημάτων αριθμητικών ενός μέρους ή συνόλου μικρών πραγματικών εγκαταστάσεων.

Εργαστηριακό μέρος:

  • Μετρήσεις και ασκήσεις σε ψυκτικές μονάδες με αερόψυκτους και υδρόψυκτους συμπυκνωτές.
  • Ασκήσεις σε πειραματική Κεντρική Κλιματιστική μονάδα.
  • Παρουσίαση του τρόπου λειτουργίας πειραματικής Split μονάδας και πειραματικού πύργου ψύξης.
  • Λοιπές εφαρμογές κλιματισμού.

 

Περιβαλλοντική Τεχνολογία

  • Oι επιπτώσεις της ανθρώπινης δραστηριότητας στο περιβάλλον, περιβαλλοντική ισορροπία, η έννοια της αειφορίας.
  • Κατηγοριοποίηση των ανθρώπινων δραστηριοτήτων και περιβαλλοντικές επιπτώσεις τους.
  • Η αντιρρυπαντική τεχνική.
  • Η αρχή του σχεδιασμού μηδενικής παραγωγής ρύπων σε σχέση με την προσέγγιση της κατακράτησής τους.
  • Παραδείγματα από την βιομηχανία, την κατοικία και την καθημερινή ανθρώπινη δραστηριότητα.
  • Εξοικονόμηση πόρων.
  • Αέρια απόβλητα και κύριες αιτίες παραγωγής τους.
  • Μέτρηση των αερίων ρύπων, συστήματα κατακράτησης των αερίων ρύπων, συστήματα χημικής επεξεργασίας των αερίων ρύπων, εφαρμογές.
  • Υγρά απόβλητα και κύριες αιτίες παραγωγής τους.
  • Μέτρηση των υγρών αποβλήτων, συστήματα κατακράτησης και καθαρισμού υγρών αποβλήτων, συστήματα χημικής επεξεργασίας των υγρών αποβλήτων, εφαρμογές.
  • Στερεά απόβλητα και κύριες αιτίες παραγωγής τους.
  • Μέτρηση των στερεών αποβλήτων, συστήματα κατακράτησης και καθαρισμού στερεών αποβλήτων, συστήματα χημικής επεξεργασίας των στερεών αποβλήτων, εφαρμογές.
  • Συστήματα περιβαλλοντικής διαχείρισης.
  • Εισαγωγή στο ISO 14000.
  • Εξοπλισμός αντιρρυπαντικής τεχνολογίας.
  • Φίλτρα, κυκλώνες, απορροφητήρες, σχεδιασμός συστημάτων αέριας απορρύπανσης.
  • Επεξεργασία υγρών αποβλήτων, βιολογικοί καθαρισμοί, συστήματα αερόβιας και αναερόβιας επεξεργασίας.
  • Επεξεργασία στερεών αποβλήτων, Χώροι υγειονομικής ταφής απορριμμάτων, θερμική επεξεργασία απορριμμάτων.
  • Ανακύκλωση. Αρχές ανακύκλωσης, συστήματα διαχείρισης απορριμμάτων.

 

Οργάνωση, Διοίκηση και Υλοποίηση Τεχνικού Έργου

 

 
Scroll Up