Energetsko, procesno in okoljsko inženirstvo (EPO) – Energetsko strojništvo

Opis predmeta: Gonilniki tekočin

Gonilniki tekočin (črpalke za kapljevine in kompresorji in ventilatorji za pline) predstavljajo osnovo tehnike in vseh sistemov, ki se gibljejo ali se v njih giblje kakršenkoli medij. Povsod torej kjer je potrebno mazanje, hlajenje, gretje ali ventilacija, ali tehnološki proces pri katerem se medij giblje. Da bi znali izdelati kakšnega od gonilnikov tekočin ali ga vzdrževati moramo poznati njegov princip delovanja in zgradbo, moramo poznati tudi njegove performanse in jih po potrebi znati tudi izmeriti. V okviru tega predmeta študent pridobi potrebne teoretične osnove, se seznani s principi delovanja, s potrebno merilno opremo, s potrebnimi predpisi, s postopkom vzdrževanja in izbire novega gonilnika tekočin ali sistema. V okviru vaj pa se tudi v praksi usposobi preverjati teoretične razlage podane v okviru predavanj in si ustvariti predstavo o pomenu gonilnikov tekočin za delovanje sistemov ali procesa.

Opis predmeta: Motorji z notranjim zgorevanjem

Motorji z notranjim zgorevanjem so še danes energetsko najuspešnejši pogonski stroji, ki z najvišjim celotnim izkoristkom pretvarjajo energijo goriva v koristno mehansko delo. Poleg gospodarnosti iz enote delovne prostornine valja razvijejo veliko dela, oziroma moči ob okoljsko sprejemljivih emisijah škodljivih snovi v izpušnih plinih. Zato so še vedno nepogrešljivi pogonski agregati v vseh oblikah prometa. Uspešnost delovanja je vezana na uspešno pripravo delovne zmesi v valju, ustrezno polnitev valja in zgorevanje, ki mora biti karseda kakovostno, da je izraba goriva čim večja in tvorba neželjenih produktov zgorevanja čim manjša. Doseganje teh zahtev omogoča ustrezna konstrukcijska zasnova in oprema motorja. Za preprečevanje visokih mehanskih in toplotnih obremenitev delov motorja skrbi ustrezno hlajenje, konstrukcijska zasnova sestavnih delov in način sproščanja toplote. Moč motorja lahko povečamo s tlačno polnitvijo. Sodobne alternativne tehnologije pogona vozil vključujejo hibridne pogone, ki jih sestavljajo navadno motorji ZNZ in elektromotorji. Poleg tega je mogoče pogon vozil uresničiti tudi z gorivnimi celicami…

Opis predmeta: Učinkovitost in zanesljivost energetskih sistemov

Predmet v prvem delu obravnava učinkovitost energetskih sistemov z namenom da se študente spodbuja k odgovornemu in smotrnem ravnanju z energijo. V okviru tega se obravnavajo: popis industrijskega energetskega procesa, izbira energijske bilančne oble, določevanje izkoristkov tehnoloških procesov, varčevalne metode in njihova učinkovitost; regeneracija, izolacija, tesnost, stopenjski pristop pri izkoriščanju odpadnih toplot iz tehnoloških procesov, vzroki degradacije naprav, nižanje učinkovitosti, revitalizacija naprav, povezava energijskih in denarnih tokov, statistični kazalci in ciljno spremljanje porabe, aplikacije iz prakse. V drugem delu se obravnava delovanje energetskih sistemov s stališča zanesljivosti. Obravnavane teme so: pomen zanesljivosti v tehniki, deterministično obravnavanje odpovedi, fizikalni vzroki odpovedi, degradacijski modeli, monitoring, statistično obravnavanje zanesljivosti, matematični modeli in definicije, porazdelitve v zanesljivosti, pomen vzdrževanja sistema, obravnava in vplivi na razpoložljivost, rezervni deli, matematični popis vzdrževalnosti, struktura sistema in zanesljivost, ocenjevanje in predvidevanje zanesljivosti naprave glede na konstrukcijsko zasnovo naprave, aplikacija teorije na primerih: zanesljivost turbinskih strojev, zanesljivost energetskih sistemov, termoelektran, jedrskih elektrarn, plinskih turbin.

Opis predmeta: Napredne tehnologije v energetiki

Predmet Napredne tehnologije v energetiki je namenjen sistematični obravnavi konceptov tehnologij pretvorb energije, njihovih omejitvah z vidika energijske učinkovitosti, izrabe surovin, okoljskega obremenjevanja in socio-ekonomske vzdržnosti. Študenti spoznajo: tehnološke ukrepe za zmanjševanje negativnih okoljskih posledic pri uporabi sodobnih tehnologij v energetiki kot so sekvestracija in shranjevanje ogljikovega dioksida, strategije uporabe alternativnih primarnih virov energije in tehnologije za njihovo uspešno vključevanje v energijsko oskrbo, tehnologije za trajnostno izkoriščanje energije biomse, sodobne razvojne trende jedrskih tehnologij (fizija in fuzija), osnovne postopke pridobivanja. shranjevanja in transporta vodika, uporaba vodika v sistemih gorivnih celic in povezovanje decentralnih proizvodnih enot v uporabniška omrežja.

Opis predmeta: Praktično usposabljanje

Študent opravlja samostojno delo v obliki obveznega enomesečnega praktičnega dela na dogovorjenem delovnem mestu v industrijskem ali raziskovalnem okolju. Delo, ki je glede na izbrano smer/usmeritev praviloma iz ožjega področja strojništva, je individualno spremljano in strokovno vodeno s strani mentorja na fakulteti ter mentorja v industriji in se zaključi z realiziranim projektnim delom. Projektno delo s prilogami, ki dokumentirajo njegovo opravljeno delo študent predstavi in zagovarja pri mentorju na fakulteti. Zaželeno je, da praktično usposabljanje predstavlja podlago oz. izhodišče za diplomsko delo.

Opis predmeta: Diplomsko delo

Študent v diplomskem delu razdela praviloma projektno aplikativno usmerjeno temo, ki jo realizira v spregi z industrijskim okoljem. Z njeno realizacijo potrdi med študijem usvojene kompetence ter izkaže razumevanje delovanja in snovanja tehniških sistemov ter lastne sposobnosti pripevati k tehniškemu razvoju. Zaželeno je, da diplomsko delo nadgrajuje s praktičnim usposabljanjem usvojena praktična spoznanja.

Opis predmeta:

Mehanika nekovinskih gradiv

Polimeri postajajo vedno bolj pomembni konstrukcijski materiali. Njihova uporaba v industriji hitro narašča zaradi prednosti, ki jih ti materiali nudijo v primerjavi z bolj tradicionalnimi materiali kot so npr. kovine. Nekaj poglavitnih prednosti je: enostavno preoblikovanje, odpornost na korozijo, ugodno razmerje med trdnostjo in težo, več-funkcijski namen uporabe… Od njih se pričakuje, da prenašajo obremenitve skozi celotno življensko dobo. To zahteva napovedovanje dolgotrajne zanesljivosti konstrukcijskih elementov, kar nadalje zahteva poznavanje lastnosti materialov. Konstruiranje s polimeri je precej zahtevno ker so, za razliko od kovin, mehanske lastnosti polimerov močno odvisne od časa. Slušatelj se bo seznanil z znanji, ki so potrebna za uspešno uporabo nekovinskih materialov v inženirski praksi.Osvoji metodologije karakterizacije nekovinskih materialov, ki izražajo časovno odvisnost, ter osvoji osnovne koncepte snovanja izdelkov iz tovrstnih materialov.

Tehnologije vzdrževanja

Vloga in pomen vzdrževanja v malih,srednjih in velikih podjetjih. Spremljanje in vrednotenje stroškov vzdrževanja v celotnem obdobju delovanja stroja ali naprave. Namen in cilji vzdrževanja. Prednosti in slabosti tehnologij vzdrževanja; vzdrževaje po nastanku poškodbe, preventivno ali vzdrževanje po času, prediktivno ali vzdrževanje po stanju, proactivno ali vnaprejšnje vzdrževanje. Osnove tehnike preventivnega in vzdrževanja po stanju; analiza vibracij, zapisovanje in procesiranje signalov, diagnostika poškodb z uporabo analize vibracij, ukrepi za zmanjšanje poškodb zarado vibracij, tehike za analizo olja in delcev v olju, ostale tehnike za prediktivno vzdrževanje. Pomen uporabe on-line in off-line tehnik za proces vzdrževanja, zanesljivost izmerjenih podatkov in stroškovna analiza uporabe naštetih tehnik. Organizacijske sheme vzdrževanja.

Opis predmeta:

Toplotne črpalke

Pri predmetu Toplotne črpalke želimo študentom posredovati uporabna znanja za delo na področju ogrevanja, hlajenja in klimatizacije stavb. To bodo dobili s kriteriji za izbiro in uporabo toplotnih črpalk glede na energetsko-ekonomsko analizo. Posredovana jim bodo znanja o virih toplote: voda, zrak, zemlja, odpadne toplote, z ozirom na njihovo razpoložljivost, vplivu na energetsko učinkovitost in vpliv na okolje. Posebna pozornost bo posvečena hladivom, njihovim specifičnim zahtevam, energetski in ekološki presoji. Podane bodo značilnosti elementov toplotnih črpalk glede na njihovo vrsto in primerjalno s hladilnimi sistemi. Obravnavane bodo konstrukcijske značilnosti in omejitve ter možnosti uporabe kompresorja, uparjalnika, kondenzatorja in regulacijskih ter varnostnih sistemov. Za celovito odločitev o izbiri ali neizbiri toplotne črpalke bo podana metodologija določitve letne porabe energije in letnega delovnega ter grelnega števila ter letni strošek ogrevanja, kakor tudi vključevanje toplotnih črpalk v kombinirane ogrevalne sisteme.

Opis predmeta:

Mehanska procesna tehnika

Procesna tehnika zajema široko področje industrijske proizvodnje in predelave snovi, ki je obravnavana glede na vrsto izvedbe procesa (mehanski, termični, kemični, elektrokemični, biološki). Študent osvoji pri tem predmetu mehanske operacije, kot so: Mehanski postopki večanja površin: karakterizacija disperznih sistemov, tehnologija drobljenja, mletja in pulverzacije in tehniške izvedbe naprav. Mehanski postopki manjšanja površin: mehanizmi vezanja snovi, naprave za aglomeracijo. Mehanski postopki mešanja snovi, mešanje snovi različnih agregatnih stanj je obravnavano kot: mešanje sipkih snovi, raztapljanje, mešanje medsebojno topnih kapljevin ter delcev, suspendiranje, dispergiranje, emulgiranje. Naprave za izvedbo mešanja: rotacijsa in vibracijska mešala, statična mešala, curkovna mešala. Splošno uveljavljene korelacije: minimalna moč mešanja, čas pomešanja, prehod toplote v mešalni napravah (ogrevanje, ohlajanje), prenos snovi kLa. Mehanski postopki ločevanja snovi: definicija zrnatosti, klasiranje snovi, tehnološki postopki (sejanje, centrifugiranje, sedimentacija, flotacija, filtriranje) in naprave za izvedbo. Uskladiščenje in transport sipkega materiala (vzdrževanje suspenzij, emulzij, disperzij). V okviru varovanja okolja so podane tudi ocene minimalne specifične porabe energije za izvedbo omenjenih operacij, del vsebine je namenjen tudi mehanskemu čiščenju kapljevin in plinov ter predpisom in priporočili področja.

Hidroenergetski sistemi

Vsebina predmeta obravnava osnovne mehanizme energetskih pretvorb na hidroenergetskih sistemih. Predstavi kinematiko in dinamiko v tokovnem polju vitalnih elementov hidroenergetskih objektov. Poda osnovne gradnike in njihove funkcije in osnove za izbiro hidromehanske opreme glede na tehnične zahteve in dane integralne pogoje. Predstavljene so podobnostne – povečevalne metode, kot osnovno orodje za oblikovanje hidravličnih in močnostnih karakteristik strojev, ki so dobljene z eksperimentalnim postopkom na modelih ali prototipih strojev. Na osnovi tega znanja pa se poda tudi metodologija prevzemnih preskusov vodnih turbin in hidroopreme v laboratorijskih in vgradbenih razmerah. Poudarjene so bistvene značilnosti vgradnje hidravličnih strojev v pretočne sisteme, način izbire strojev in vpliv teh na učinkovitost in zanesljivost delovanja. Vsebina se močno povezuje z: raziskovalnimi, hidroenergetskimi in industrijskimi aktivnostmi v slovenskem prostoru.

Opis predmeta: Obnovljivi viri energije

Oskrba z energijo predstavlja pomemben vidik pri približevanju sonaravnemu razvoju, blaženju podnebnih sprememb ter zmanjševanju razlik v družbenem razvoju. Obnovljivi viri energije (OVE) lahko pomembno prispevajo v uresničitvi tega cilja. Pogoj je potrebno inženirsko znanje, ki ga želimo kandidatom zagotoviti pri tem predmetu. Kandidat se najprej seznani z vrstami, lastnostmi in potencialom različnih OVE. Nato spozna fizikalne, kemijske in biološke procese, ki se pojavljajo pri pretvarjanju OVE. Sledi predstavitev tehnologij. Predstavljena bo teoretična in tehnična učinkovitost naprav in sistemov ter metode za načrtovanje. Ker danes porabimo več kot tretjino vse končne energije v stavbah, bodo možnosti oskrbe stavb s toploto, hladom in električno energijo iz OVE podrobno predstavljene. Študent bo poleg potrebnega znanja za načrtovanje naprav in sistemov pridobil tudi potrebno znanje s področja presoje vplivov na okolje in ekonomike sistemov za pretvarjanje OVE. Kandidat bo zato lahko uspešno sodeloval v interdisciplinarnih delovnih skupinah s kolegi različnih strokovnih profilov.