ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ

Κατηγορία Μαθήματος: Μεταπτυχιακό
Τύπος Μαθήματος: Ε
Κωδικός Γραμματείας:
Εξάμηνο:

Διάρκεια:

ECTS Units:
Τομέας:
Ενέργειας, Βιομηχανικών Διεργασιών και Αντιρρυπαντικής Τεχνολογίας
Κατεύθυνση:
Ενέργεια, Βιομηχανικές Διεργασίες & Τεχνολογία Αντιρρύπανσης

Σκοπός
 
Περιεχόμενα

Ορισμός και κατάταξη των Θερμικών Μηχανών. Θερμικές Στροβιλομηχανές και Εμβολοφόρες Μηχανές Εσωτερικής Καύσης. Ορισμός Στροβιλομηχανής. Παραδείγματα Αξονικών Στροβιλομηχανών. Βασικές αρχές ανάλυσης: Ισοζύγια μάζας, ορμής και ενέργειας. Σκέδαση και απώλεια πίεσης. Εξίσωση ενέργειας σε στρεφόμενο σύστημα αναφοράς με σταθερή γωνιακή ταχύτητα. Στροφορμή σε στρεφόμενο και απόλυτο σύστημα αναφοράς: Έργο ατράκτου. Μηχανικός και εσωτερικός βαθμός απόδοσης. Χαρακτηριστικές λειτουργίας. Διαστατική ανάλυση, flow coefficient, work coefficient. Παραδείγματα αξονικών και ακτινικών μηχανών. Αεροτομές, κατανομή πίεσης, οριακό στρώμα, αποκόλληση, μηχανισμοί σκέδασης ενέργειας. Ανάλυση γραμμικών πτερυγώσεων – τρίγωνα ταχυτήτων. Κανάλια και διαχύτες. Συμπιεστότητα  και ταχύτητα του ήχου. Σχεδιασμός ακροφυσίων, ισεντροπικός και πολυτροπικός βαθμός απόδοσης. Ατμοστρόβιλοι. Βασικές αρχές λειτουργίας και θερμοδυναμικοί κύκλοι παραγωγής ισχύος. Στρόβιλος μίας βαθμίδας Laval: τρίγωνα ταχυτήτων, ισοζύγιο ενέργειας, προφιλ πτερυγίων. Στρόβιλος αντίδρασης Parsons. Βαθμός αντίδρασης, βαθμός απόδοσης, τρίγωνα ταχυτήτων.  Αεριοστρόβιλοι παραγωγής ισχύος. Συμπιεστής, στρόβιλος και θάλαμος καύσης. Βασικοί τύποι θαλάμων καύσης. Ανάλυση κύκλου και βελτιώσεις. Αναγεννητική προθέρμανση, τύποι αναγεννητών. Ενδιάμεση υπερθέρμανση. Αεροπορικοί στροβιλοκινητήρες. Turbojet, Turboprop, Turbofan. Συνδυασμένοι κύκλοι. Εμβολοφόρες Μηχανές. Αρχές λειτουργίας κινητήρων Otto και Diesel, 4-χρονοι και 2-χρονοι κύκλοι. Χαρακτηριστικές λειτουργίας. Επιλογή κινητήρα αναλόγως εφαρμογής. Στατικές μηχανές, κινητήρες οχημάτων, ναυτικές μηχανές. Διεργασίες εναλλαγής αεριων και βαθμός πλήρωσης. Υπερπλήρωση. Προπαρασκευή καυσίμου μίγματος – συστήματα έγχυσης. Καύσιμα και καύση. Βασικοί τύποι θαλάμων καύσης. Ψύξη κινητήρων. Τριβές και λίπανση κινητήρων. Εργαστηριακές δοκιμές και μετρήσεις πίεσης, θερμοκρασίας, παροχής, γωνιακής ταχύτητας και ροπής σε στροβιλομηχανές και εμβολοφόρες ΜΕΚ. Βασικές τεχνολογίες αντιρρύπανσης.

Βιβλιογραφία
  1. Dick E. Fundamentals of Turbomachines: Springer; 2015.
  2. Dixon SL, Hall CA. Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery 7ed.: Butterworth- Heinemann; 2014.
  3. Heywood J. Internal Combustion Engine Fundamentals: McGraw Hill; 1988.
  4. Horlock JH. Advanced Gas Turbine Cycles: Elsevier Science; 2003.
  5. Schobeiri M. Turbomachinery Flow Physics and Dynamic Performance: Springer; 2003.
  6. van_Basshuissen R, Schaeffer F. Internal Combustion Engine Handbook SAE International, Siemens VDO Automotive; 2004.
Εργαστηριακές Ασκήσεις
 
Υπολογιστικές Ασκήσεις