ΣΧΟΛΗ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ

ΤΜΗΜΑ

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ

ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΠΡΟΠΤΥΧΙΑΚΟ

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

AE2140T

ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

3^o

ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ
σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων

ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ
ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ

Διαλέξεις

3

3

Ασκήσεις Πράξης

1

2

Προσθέστε σειρές αν χρειαστεί. Η οργάνωση διδασκαλίας και οι διδακτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται περιγράφονται αναλυτικά στο (δ).

ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

γενικού υποβάθρου,
ειδικού υποβάθρου, ειδίκευσης

γενικών γνώσεων, ανάπτυξης δεξιοτήτων

Ειδικού Υπόβαθρου

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:

ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ:

ΕΛΛΗΝΙΚΗ

ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες  γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.

Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α

·     Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με το Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης

·     Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης και το Παράρτημα Β

·     Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων

Οι φοιτητές μετά την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος να είναι σε θέση:

• Να αναλύουν τα φαινόμενα στα οποία βασίζονται οι ενεργειακές μετατροπές

• Να περιγράφουν τις έννοιες εσωτερική ενέργεια, ενθαλπία, έργο, θερμότητα, εντροπία και να αναλύουν τις βασικές αρχές και τα αξιώματα της θερμοδυναμικής

• Να υπολογίζουν τις θερμοδυναμικές ιδιότητες και ενεργειακών μεγεθών

• Να υπολογίζουν θερμικούς κύκλους λειτουργίας των θερμικών μηχανών

Γενικές Ικανότητες

Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

Λήψη αποφάσεων

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

……

Άλλες…

…….

•              Αυτόνομη εργασία

•              Ομαδική εργασία

•              Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

1^η Ενότητα: Βασικές έννοιες και ορισμοί. Θερμοδυναμικά μεγέθη. Θερμοδυναμική και ενέργεια. Μορφές ενέργειας. Κατάσταση και ισορροπία. Διεργασίες και κύκλοι. Το αξίωμα των καταστάσεων. Πίεση. Η θερμοκρασία και ο μηδενικός νόμος της Θερμοδυναμικής. Καθαρή ουσία: φάσεις, διεργασίες αλλαγής φάσης, πίεση ατμών και ισορροπία φάσεων. Η καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων. Άλλες καταστατικές εξισώσεις.

2^η Ενότητα: Ο πρώτος νόμος της Θερμοδυναμικής (διατήρηση ενέργειας). Μεταφορά θερμότητας. Έργο. Μηχανικές μορφές έργου. Μεταβολές σε κλειστά συστήματα. Εξίσωση ενεργείας και αναστρεψιμότητα. Ειδικές θερμότητες. Εσωτερική ενέργεια, ενθαλπία και ειδικές θερμότητες ιδανικών αερίων. Εσωτερική ενέργεια, ενθαλπία και ειδικές θερμότητες των υγρών και των στερεών. Ισόογκη, ισόθλιπτη, ισοθερμοκρασιακή, αδιαβατική και πολυτροπική μεταβολή.

3^η Ενότητα: Μεταβολές σε ανοικτά συστήματα. Θερμοδυναμική ανάλυση του όγκου ελέγχου. Η εξίσωση ενεργείας στη μόνιμη ροή. Ανοικτά συστήματα σε μόνιμη ροή: Ατμοποιητής και συμπυκνωτής, συγκλίνον και αποκλίνον ακροφύσιο, στρόβιλος και συμπιεστής, στραγγαλισμός ροής, παλινδρομικός συμπιεστής, θερμοδυναμικοί κύκλοι μονίμων μεταβολών. Διεργασίες μεταβατικής μη-σταθεροποιημένης ροής.

4^η Ενότητα: Ο δεύτερος νόμος της Θερμοδυναμικής (αναστρέψιμα και μη φαινόμενα). Η απόδοση του κύκλου. Θερμικές μηχανές. Αντιστεψιμότητα και μη αντιστρεψιμότητα: τριβή, συναλλαγή θερμότητας εξαιτίας πεπερασμένης θερμοκρασιακής διαφοράς.

5^η Ενότητα: Εφαρμογές νόμων της Θερμοδυναμικής. Απόδοση αντιστρέψιμων μηχανών. Απόδοση μη αντιστρέψιμων μηχανών. Εντροπία. Η αρχή αύξησης της εντροπίας. Μεταβολή της εντροπίας των καθαρών ουσιών. Ισεντροπικές μεταβολές. Οι σχέσεις Tds. Ισεντροπικές αποδόσεις διατάξεων μόνιμης ροής. Τα θερμοδυναμικά μεγέθη των ρευστών. Διαγράμματα P-v-T. Διαγράμματα P-T-s-h.

6^η Ενότητα: Ενέργεια. Μέτρο του δυναμικού έργου. Αντιστρεπτό έργο και αντιστρεπτότητα. Μεταβολή της εξέργειας ενός συστήματος. Μεταφορά εξέργειας με θερμότητα, έργο και μάζα. Αρχή μείωσης της εξέργειας και καταστροφή της εξέργειας. Ισοζύγιο εξέργειας στα κλειστά συστήματα.

7^η Ενότητα: Θερμοδυναμικοί κύκλοι παραγωγής ισχύος ή ψύξης. Βασικές θεωρήσεις στην ανάλυση των κύκλων παραγωγής ισχύος. Κύκλος Carnot. Κύκλος Rankine. Κύκλος Joule. Κύκλος Otto. Κύκλος Diesel. Κύκλοι Stirling και  Ericsson. Ανάλυση των κύκλων παραγωγής ισχύος σύμφωνα με τον δεύτερο θερμοδυναμικό νόμο.

8^η Ενότητα: Κύκλοι παραγωγής ισχύος με ατμό. Κύκλοι ατμού Carnot και Rankine. Ιδανικός κύκλος Carnot με αναθέρμανση. Ιδανικός κύκλος Rankine με αναγέννηση. Ψυκτικοί κύκλοι. Ψύκτες και αντλίες θερμότητας. Ο αντίστροφος κύκλος Carnot. Ο ιδανικός κύκλος παραγωγής ψύξης με συμπίεση ατμού. Πραγματικοί κύκλοι παραγωγής ψύξης με συμπίεση ατμού. Επιλογή ψυκτικού μέσου.

9^η Ενότητα: Κύκλοι παραγωγής ψύξης. Ο αντίστροφος κύκλος Carnot. Ιδανικός κύκλος παραγωγής ψύξης με συμπίεση ατμού. Πραγματικοί κύκλοι παραγωγής ψύξης με ατμό. Επιλογή ψυκτικού μέσου. Συστήματα άντλησης θερμότητας. Αντλίες θερμότητας. Ψυκτικοί κύκλοι αερίων (κύκλοι παραγωγής ψύξης με αέριο). Συστήματα παραγωγής ψύξης με απορρόφηση. Θερμοηλεκτρική παραγωγή ισχύος και ψυκτικά συστήματα.

10^η Ενότητα: Γενικές θερμοδυναμικές σχέσεις. Συνάρτηση Helmholtz (ελεύθερη εσωτερική ενέργεια). Συνάρτηση Gibbs (ελεύθερη ενθαλπία). Σχέσεις Maxwell. Ειδική θερμοχωρητικότητα. Ο Συντελεστής Joule-Thomson. Υπολογισμοί με ιδανικό αέριο. Υπολογισμοί με αέριο Van der Waals.

11^η Ενότητα: Αέρια μίγματα. Σύσταση και ιδιότητες αέριων μιγμάτων. Μίγματα αερίου - ατμού. Καύσιμα και καύση. Θεωρητική και πραγματική καύση. Ενθαλπία σχηματισμού και ενθαλπία καύσης. Ο πρώτος νόμος της Θερμοδυναμικής σε αντιδρώντα συστήματα. Θερμοκρασία αδιαβατικής φλόγας. Ο δεύτερος νόμος της Θερμοδυναμικής σε αντιδρώντα συστήματα.

12^η Ενότητα: Θερμοδυναμική ρευστών σε υψηλές ταχύτητες. Ιδιότητες ανακοπής. Ταχύτητα του ήχου και αριθμός Mach. Ισεντροπική ροή μέσα από ακροφύσια. Κανονικά κρουστικά κύματα σε ροές μέσα σε ακροφύσια. Ροή μέσα σε πραγματικά ακροφύσια και πραγματικούς διαχύτες.

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

Στην τάξη

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

Χρήση λογισμικού θερμοδυναμικής ανάλυσης

Χρήση της πλατφόρμας e-class

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας.

Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.

Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης σύμφωνα με τις αρχές του ECTS

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης

Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική  ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες

Αναφέρονται  ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές.

Γραπτή τελική εξέταση (100%) που περιλαμβάνει:

- Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής 

- Επίλυση προβλημάτων σχετικών με τους θερμοδυναμικούς κύκλους κινητήρων αεροσκαφών

-Προτεινόμενη Βιβλιογραφία :

1)            Y.Cengel, M.Boles «Θερμοδυναμική για μηχανικούς» τόμος Α & Β, Εκδόσεις Τζιόλα, 1998.

2)            J. M. Smith, H. C. Van Ness «Εισαγωγή στη θερμοδυναμική» τόμος 1 & 2, Εκδόσεις Τζιόλα , McGraw-Hill, 1990.

3)            R. E. Sonntag, C. Borgnakke, G. J. Van Wylen «Fundamentals of Thermodynamics», John Wiley & Sons, 1997.

4)            J. Rayner, R. Joel «Basic Engineering Thermodynamics», Addison-Wesley Pub Co., 1998.

5)            W. Z. Black, J. G.Hartley «Thermodynamics»Harper Collins Publishers Inc.1996.

6)            T. D. Eastop, A. McConkey «Applied Thermodynamics for Engineering Technologists», 4th Edition, Longman, London & New York, 1986.

7)            B. Milton «Thermodynamics-Combustion and Engines», Chapman & Hall, 1995.

8)            M. Moran and H. Shapiro «Fundamentals of Engineering Thermodynamics», J. Wiley & Sons Inc., 1998.

9)            A. Bejan «Advanced Engineering Thermodynamics», John Wiley & Sons, 1997.

10)          Γ. Κάππος «Εφαρμοσμένη θερμοδυναμική», Εκδoσεις Κλειδάριθμος, 1996.

11)          Κ. Wark «Thermodynamics for Engineers», McGraw Hill, Inc., 1995.

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά: