Študentom je na voljo študijsko gradivo v obliki prosojnic v slovenskem jeziku.
Predmet Energetski sistemi sistematično obravnava postrojenja, ki z neobnovljivimi (premog, nafta, zemeljski plin in jedrsko gorivo) in obnovljivimi viri (vodna energija; sevanje Sonca, energija vetra, geotermična energija itd.) spreminjajo primarno energijo v sekundarno, predvsem električne (mehansko delo ) in toploto. Študenti spoznajo vlogo posameznih tehnologij pri oskrbi z električno energijo in toploto v velikih energetskih sistemih z vidika varnosti, zanesljivosti, ekonomičnosti in okoljske vzdržnosti obratovanja. Študenti se naučijo določiti energijske in masne bilance za celotna postrojenja, kakor tudi za posamezne stroje in naprave. Študenti se na značilnih primerih elektrarniške tehnike naučijo izračunati obratovalna stanja in razumejo ukrepe za izboljševanje energijskih izkoristkov ter njihove učinke z vidika zanesljivosti obratovanja in ekonomičnosti in pri tem znajo uporabiti sodobna računalniška orodja. Študenti znajo določiti vlogo in tehnične karakteristike posameznih strojev in naprav v postrojenjih. Študenti razumejo razvojno-raziskovalne izzive in smernice na področju posameznih tehnologij v mednarodnem merilu. Študenti spoznajo problematiko onesnaževanja okolja in tehnologije za zmanjševanje škodljivih učinkov. Študenti se seznanijo s tehnologijami za izkoriščanje alternativnih in novih virov energije ter njihovo vlogo v prihodnji oskrbi z električno energijo in toploto.
Pri predmetu študent spozna toplotne motorje, njihove značilnosti in
kriterije ocene delovanja toplotnih motorjev (delovna sposobnost,
izkoristek, emisije škodljivih snovi). Izpostavljena je analiza realnih
procesov v toplotnih motorjih, kjer študent, ob upoštevanju sodobnih
tehnologij za izboljšanje delovanja toplotnih motorjev, pridobi potrebno
znanje za vrednotenje procesov v toplotnih motorjih in kritično oceno
porajajočih se tehnologij ter tako osnove za snovanje in optimizacijo
toplotnih motorjev. Študent spozna modele realnih procesov v toplotnih
motorjih, se seznani s sistemi za pripravo delovne zmesi, vplivi
lastnosti goriv na kriterije ocene delovanja toplotnih motorjev, vplivi
načina priprave in vžiga zmesi na kriterije ocene delovanja toplotnih
motorjev, sodobnimi procesi nestacionarnega zgorevanja, mehanskimi
izgubami v toplotnih motorjih, termoregulacijo toplotnih motorjev,
izmenjavo delovnega medija, tlačnim polnjenjem in hlajenjem delovnega
medija, vplivi pogojev okolice na delovanje toplotnih motorjev,
prehodnimi pojavi v toplotnih motorjih in numeričnim in eksperimentalnim
modeliranjem procesov v toplotnih motorjih.
Predmet Transportni pojavi daje študentom temeljna in uporabna znanja o
energijskih in snovnih transportnih pojavih, ki so posledica gradienta
temperatur in masnih koncentracij v zmesi. Temeljni principi obravnave
prenosnikov toplote predstavijo študentu možnosti za njihov preračun in
dimenzioniranje. Ločena obravnava mehanizmov prenosa toplote (prevod,
prestop in sevanje) spozna študenta s temeljnimi zakoni in možnostjo
njihove uporabe. Povezavo vseh treh mehanizmov študentje dobijo pri
obravnavi toplotne prehodnosti za konkretne primere prehoda toplote
skozi s konstrukcijske strojne in gradbene elemente. Kot najbolj znan
ukrep za intenziviranje prehoda toplote jim je predstavljena uporaba
razširjenih površin za kompenzacijo slabše toplotne prestopnosti, kar se
običajno pojavi v toku plina. Konkretno uporabo predhodnih znanj v
napravah za prenos toplote študentje dobijo z metodologijami za preračun
in dimenzioniranje prenosnikov toplote.
Obravnava prenosa snovi se ves čas navezuje na pridobljeno znanje iz
prenosa toplote. Difuzija je obratno analogno povezana s prevodom
toplote in prestop snovi direktno analogno s prestopom toplote. Prikaže
se relativno večja zahtevnost eksperimentalnega pridobivanja empiričnih
podatkov o prestopu snovi, zato je podana analogija med prenosom toplote
in snovi, ki nam omogoča prenos analognih zakonitosti iz prenosa
toplote na prenos.
(nosilec predmeta: prof. Iztok Golobič)
Razpravlja se o različnih virih ogrevanja, njihovih karakteristikah in učinkovitosti, pri čemer se upoštevajo sodobne tehnologije in smernice za zmanjšanje emisij toplogrednih plinov. Preučujejo se tudi napredni sistemi prezračevanja in klimatizacije, vključno z lokalnimi in centraliziranimi rešitvami ter tehnikami za izrabo odpadne toplote.
Regulacija notranjih sistemov igra ključno vlogo pri zagotavljanju optimalnih pogojev udobja in učinkovite rabe energije. Zato se podrobno analizirajo osnovni principi regulacije, vrste regulatorjev ter njihova uporaba v praksi.
S pomočjo analitičnih metod, računalniških simulacij in eksperimentalnih študij študentje pridobijo praktične veščine v načrtovanju, dimenzioniranju in optimizaciji sistemov ogrevanja, hlajenja ter prezračevanja v stavbah. S tem pristopom se osredotočajo na inženirsko reševanje kompleksnih izzivov, povezanih z energetsko učinkovitostjo in udobnostjo bivalnega okolja, ter razvijajo strokovno usposobljenost za trajnostno načrtovanje in gradnjo sodobnih stavb.
Asistent: asist. Krištof Kovačič
Cilji:
1. Razumeti osnovne principe delovanja ter strukturo RDT simulacijskih sistemov.
2. Razumeti probleme diskretizacije: konsistentnost, stabilnost, konvergenco, red natančnosti, numerično difuzijo in disperzijo.
3. Zavedanje specifik reševanja Navier-Stoksove enačbe in problemov povezanih z numeričnim modeliranjem.
4. Izbrati obravnavanemu fizikalnemu problemu ustrezno formulacijo popisa toka in numerični pristop ter verificirati izračunane rezultate.
Pri predmetu Hlajenje želimo študentom posredovati uporabna znanja za
delo na področju hlajenja živil, hlajenja v klimatizaciji in stavbni
tehniki ter v industriji. Temeljni cilj predmeta je izšolati študente za
pravilno izbiro hladilnega procesa glede na specifično aplikacijo tako,
da bomo vedno dosegali najvišjo energetsko učinkovitost in najmanjši vpliv na okolje. Tekom izvajanja predmeta bodo študentje pridobili teoretična kot tudi praktična znanja s področja dimenzioniranja hladilnice, parno-kompresijskih hladilnih ciklov, spoznali bodo razliko med teoretičnim in realnim hladilnim procesom, pomen pregrevanja, podhlajevanja ter regeneracije toplote znotraj hladilnega cikla ter plinskim hladilnim procesom. Posebna pozornost bo posvečena hladivom, njihovim specifičnim zahtevam, energetski in ekološki presoji. Poudarek
bo prav tako na altarnativnih hladilnih tehnologijah za povečanje
izrabe primarne energije, kot so trigeneracijski sistemi, absorpcijski hladilniki. Študentje bodo tudi spoznali številne alternativne sisteme hlajenja, kot so: hlajenje na osnovi fizike trdne snovi ter kalorični hladilni sistemi. Uporabnost znanja, pridobljenega tekom predmeta Hlajenje bomo zaokrožili s prikazom možnih ukrepov za izrabo
kondenzacijske toplote, s čimer postane delovanje hladilnika
ekvivalentno delovanju toplotne črpalke.
Cilji:
- Spoznati različne inženirske površine, možnosti obdelave in njihovo uporabo.
- Spoznati in razumeti temeljne koncepte s področja inženirskih površin in kontaktov.
- Spoznati različne površinske prevleke, njihovo karakterizacijo in uporabo.
- Razumeti in znati analizirati inženirske kontakte glede na aplikacijo.
•Karakteristične funkcije za popis zanesljivosti
•Modeli zanesljivosti
•Diagram banje
Zanesljivost sestavljenih izdelkov
•Vrste vezav (zaporedna, vzporedna, kombinirana, kompleksna)
•Metode za reševanje različnih vrst vezav
•Izdelki odvisni od stanja (Markova analiza)
Fizikalni modeli zanesljivosti
•Kovariantni modeli
•Statični modeli
•Dinamični modeli
Vrednotenje na zanesljivost
•Alokacija zanesljivosti
•Analiza možnih okvar in njihovih posledic (FMEA)
•Analiza varnosti in drevesa okvar (FTA)
Vzdrževalnost
•Karakteristične funkcije za popis vzdrževalnosti
•Modeli vzdrževalnosti
•Vrste vzdrževanja (kurativno, preventivno, napovedano)
•Vrednotenje na vzdrževalnost
Razpoložljivost
•Vrste razpoložljivosti
•Modeli razpoložljivosti
•Razpoložljivost sestavljenih izdelkov
• Delitev obremenitev
• Vrste poškodb
• Rast utrujenostnih razpok
• Vplivi na obratovalno trdnost
• Mehanske lastnosti gradiv
VELIKOCIKLIČNA TRDNOST
• Časovne zgodovine obremenitev
• Števne metode
• Koncentracije napetosti
• Merjenje utrujenostne poškodbe
• Akumulacija utrujenostne poškodbe
• Vpliv srednjega nivoja napetosti
MALOCIKLIČNA TRDNOST
• Parametri histerezne zanke
• Ciklično utrjevanje in mehčanje
• Ciklično lezenje in relaksacija
• Modeliranje napetostno-deformacijskega odziva
• Vpliv srednjega nivoja sunkov
• Določitev zdržljivosti na nivoju izdelka
• Rast utrujenostnih razpok
- Temeljni principi nano sveta: fizikalni principi snovi na makro in nano skali, učinki velikostne pretvorbe, pomen površin.
- Gradnja in sestavljanje nanostruktur: principi od zgoraj navzdol, principi od spodaj navzgor, primeri in značilnosti uveljavljenih postopkov, samoorganizacija filmov.
- Karakterizacija nanostruktur: optične metode, princip svetlega in temnega polja, fluorescenčna metoda, elektronski mikroskopi, vrstična tipalna mikroskopija, difrakcijske metode, emisijske metode.
- Nanomateriali: nanostrukturirani materiali, nanokompoziti, plastoviti nanokompoziti, nanokristali, amorfni nanomateriali, nanodelci, fulereni, nanocevke, nanožičke, nanoplasti, hibridni nanodelci, koloidne raztopine, pametni materiali, molekularno razpoznavanje in razlikovanje, nanosenzorji.
- Lastnosti nanomaterialov: nanomehanske ter druge fizikalne lastnosti, adsorpcija, površinska energija, omočljivost, mejni površinski nanofilmi, struktura, reakcije, lastnosti, vplivi, pomen, nanotribologija.
- Osnove modeliranja na nano nivoju: osnovni principi, molekularna dinamika, modeli več velikostnih razredov.
- Zdravje in pravni vidiki: nevarnosti nanotehnologij, zaščita, zakonski in drugi predpisi.
- Primeri, koncepti, uporaba in razvoj nanotehnologij: MEMS/NEMS, nanoizdelovanje, nanotekočine, maziva in mazanje, površinski filmi, nanomehanika, energija, gradbeništvo, elektronika, optika, tekstilstvo, biologija, medicina, sinteza nanomaterialov.
Predmet se izvaja v 1. letniku MAG študija 2. stopnje, smer KONSTRUIRANJE in RAZVOJ ter MEHANIKA GRADIV, SISTEMOV IN PROCESOV.
Vsebuje 30 ur predavanj in 30 ur laboratorijskih vaj, kar predstavlja 5 kreditnih točke (ECTS).
Vsa gradiva in dodatne informacije o predmetu so za študente FS dostopni na spletni strani predmeta GSP v spletni učilnici FS.
Mednarodna organizacija za standardizacijo (ISO) postaja v zadnjih letih na področju geometrijskih specifikacij proizvodov (ang. Geometrical product specification - GPS) in na področju izdelave tehnične dokumentacije (ang. Technical Product Documentation – TPD) globalno vodila organizacija za standardizacijo. Novi ISO standardi (posebej so pomembne spremembe in dopolnitve po letu 2009) in posodobljenimi starejši standardi postajajo vse bolj zaokrožen komplet, s katerimi je mogoče osnovi jasno pojasnjenih konceptov in pravil sistematično in podrobno opisati vse geometrijske zahteve, ki morajo biti izpolnjene pri izdelavi, da bi se s tem dosegla želena funkcionalnost in garantirala sestavljivost in zamenljivost elementov v sestavih. Če je opisano dejstvo za strojnike dobra novica, obstaja žal tudi slaba. Terminologija in simbolika na risbah se bo s temi standardi dokaj spremenila in dopolnila (povečala) v nekaterih delih, potrebno je razumevanje novo postavljenih konceptov in temeljnih ter izvedenih pravil. Bolj kompleksna in zahtevna bo v nekaterih primerih postala tolerančna analiza. Predmet GSP v tem smislu prinaša sledeče teme (poglavja):
- Uvod in osnovne definicije
- Uvod v GPS na virtualnih (3D) modelih in na tehničnih risbah (2D)
- Linearne in kotne mere ter tolerance, ujemi - poglobitev
- Stanje površin in robov - poglobitev
- Geometrijsko dimenzioniranje in toleriranje (GDT)
- GDT – baze in bazni sistemi
- Materialni pogoji GDT, pomen in uporaba
- Geometrijske tolerance (GT) lege in profila
- Splošne GT, načini kontrole GT in osnove tolerančne analize (TA)
- Statistične tolerance in statistični nadzor procesov (SPC)
- Tolerančne analize – sistematičen pristop
- Zapis GPS v 3D virtualne modele in prenos v tehnično dokumentacijo (2D)
- Standardi zapisa in programska oprema za prenos in branje prostorskih informacij GPS v proizvodnem procesu (lahki 3D formati)
- Sistemi vodenja tehnične dokumentacije v razvojnem (konstrukcijskem procesu) ter dokumentarni sistemi in standardi kakovosti, razno
Študentje pri predmetu poglobljeno obravnavajo deformacijsko-napetostna stanja v linijskih in ploskovnih konstrukcijskih elementih. Analizirajo vpliv geometrije konstrukcijskega elementa, njegovega podprtja ter obremenitve na membranski in upogibni značaj mehanskega odziva. Spoznajo diferencialne enačbe osnovnih konstrukcijskih elementov (stene, plošče in lupine) in pripadajoče robne pogoje. Poudarek predmeta je na metodah mehanske analize konstrukcij, predvsem na metodi končnih elementov. Teoretično in praktično se ukvarjajo z linijskimi, ploskovnimi in volumskimi končnimi elementi. Predmet zaokrožuje delo z računalniškim paketom Abaqus, grajenim na osnovi metode končnih elementov. Z njim na vajah ob ustreznem vodenju rešujejo inženirske probleme z vidika poenostavitev modela, izbire ustreznega tipa analize, diskretizacije območja, definicije robnih pogojev in interpretacije diskretnih numeričnih rezultatov.