Course syllabus

Kurs-PM

LMS893 LMS893 Energi och hållbar utveckling lp4 VT23 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Mekanik och maritima vetenskaper

kurspm2023_v1b.docx  (samma info som nedan, men även detaljer kring innehåll i varje enskilt tillfälle (föreläsning, övning)

Kontaktuppgifter

Examinator, lärare:Jonas Sjöblom; M2, jonas.sjoblom@chalmers.se   (JS)

Lärare: Pavleta Knutsson, K.,  pavleta.knutsson@chalmers.se (PK)

Laboratorie-ledare: M2, Christian Bosser, bosserc@chalmers.se (CB)

Kursens syfte

Dagens företag är i hög grad omvärldsberoende och måste på olika sätt ta hänsyn till de krav och förväntningar som myndigheter och andra intressenter ställer, både när det gäller dess produkter och företaget som organisation. Härvid har miljö- och energifrågor under de senaste decennierna fått en allt större betydelse.

Kursen skall för det första ge kunskaper om våra energi- och miljöresurser och hur de ekologiska och samhälleliga ramarna styr och ibland begränsar industriell och teknisk verksamhet samt hur dessa aktiviteter påverkar människans hälsa och miljö. För det andra skall den, med betoning på tekniska tillämpningar och energiomvandlingar, ge kunskaper om och exempel på energi- och miljöfrågornas betydelse för att uppnå en industriellt uthållig produktion och en fördjupad förståelse för begreppet uthållig utveckling.

Schema

TimeEdit

Kurslitteratur

• Cengel/ Turner/Cimbala (2022) Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences. McGraw Hill, upplaga 6.
  • Obs! I år kommer även kursboken finnas tillgänglig digitalt, se info i modulen omövningar
• Dahlin, J-E. (2015). Hållbar utveckling –en introduktion för ingenjörer. Studentlitteratur
• Det tillkommer kompletterande litteratur som publiceras på kurshemsidan.

Kursens upplägg

Kursen består av föreläsningar, övningar, laboration, projekt och studiebesök. Nästan alla moment är på campus Lindholmen.

Föreläsningar och övningar: se schema på TimeEdit

Nytt för i år är en dugga (28/4) samt bonuspoäng om man gjort majoriteten av övningstalen.

En värmeväxlar-laboration genomförs w16-w17 i grupper om 4 (4 grupper per 4h-pass) och en labbrapport skall lämnas in. Ni bokar själva in erat tillfälle på Canvas.

Ett projekt i hållbar utveckling genomförs och redovisas i slutet (prel. 18/5)

Ett studiebesök i HSB living labs planeras på slutet (prel. 24/5). Studiebesöket tar ca 1h och ni bokar in erat tillfälle på Canvas.

Ny upplaga av kursbok och digitalt verktyg:

I samband med den 6:e upplagan av Cengel (energidelen) kommer vi att använda ett digitalt verktyg från förlaget (McGrawHill) som heter "Connect" och finns här. Alla registrerade studenter har ett konto där både kursbok och övningar finns tillgängliga. Övningarna är samma som i kursboken, men ibland är "ingångsdata" olika så att ni bättre kan hjälpa varandra i kursen. För att ytterligare motivera att ni övar, kommer alla som gjort (och klarat) mer än hälften av övningstalen få bonuspoäng till tentan. (1 bonuspoäng för övningarna fram till duggan och 1 bonuspoäng för 2:a halvan). Introduktion till verktyget planeras till 20/3 kl 15:15 samt ett fråge-seminarium fredagen den 24/3 kl 15:15 (se TimeEdit)

Förändringar sedan förra kurstillfället

Ny upplaga av kursboken som även kommer finnas tillgängligt digitalt.

Dugga som ger bonuspoäng samt bonuspoäng för övningsuppgifter.

Lärandemål

• ingående förklara energikvalitetsbegreppet, termodynamikens andra huvudsats och dess konsekvenser med särskilt fokus på tillämpningar mot hållbar utveckling.
• beskriva kvalitativt och jämföra konventionella och framtida metoder för kraftproduktion och transporter ur resurs och miljösynpunkt. Här ingår begreppet fossilfria transporter.
• redogöra för olika modeller för hållbar utveckling.
• beskriva den globala och nationella energisituationen och centrala begrepp i samband med primära energiresurser.
• definiera och ha grundlig förståelse för verkningsgrader för delsteg och enkla processer inklusive Carnotprocessen.
• beskriva reversibla-, kvasijämvikts- och irreversibla processer samt kopplingen mellan dessa och huvudsatserna.
• beskriva och förklara olika värmeöverföringsmekanismer och använda grundläggande samband såsom Fouriers lag, Newtons konvektionslag samt Stefan Boltzmanns lag.
• förklara och använda konceptet om termisk resistans för seriekopplade fall.
• redogöra för funktion och val av olika värmeväxlarkonstruktioner.
• förklara olika strömningsfall och samband mellan dessa och temperaturprofiler i värmeväxlare.
• utföra värmeväxlarberäkningar med NTU-metoden och logaritmiska medeltemperurdifferenser.
• redogöra för funktion och uppbyggnad av förbränningsmotorer, enkla gasturbinerprocesser, Rankine processer och kompressordrivna kylprocesser.
• utföra beräkningar på ideala processer och på processer som innehåller icke isentropa expansioner och kompressioner samt använda olika typer av tillståndsdiagram.
• redogöra för olika miljöstrategier som företag har att förhålla sig till samt kunna relatera olika företagsbeteenden till dessa.
• relatera begrepp och strategier till den historiska utvecklingen inom kunskapsområdet.
• beskriva metoder och principer som är allmänt förekommande i företags miljöarbete på ledningsnivå, i produktutveckling och vid produktion.
• redogöra för viktiga lokala, regionala, och globala miljöproblems effekter.
• beskriv orsaker till dessa effekter med hänsyn till olika orsak-verkan kedjor.
• kunna redogöra för nationella och internationella åtgärder för att minimera uppkomna problem.
  beskriva några vanliga metoder för miljömässigt hållbar produktutveckling och kunna redogöra för dess styrkor och svagheter.
• tillämpa några metoder för beräkning av miljöpåverkan av konsumtion.
• kunna skilja på arbete för hållbar utveckling som kan ske på individ- organisations- och/eller samhällsnivå.
• beskriva miljöbalkens struktur, uppbyggnad och innehåll samt kunna exemplifiera med valda förordningars roll.

Examination

Kursens examineras i form av godkända laborationer, gruppinlämningar samt skriftlig tentamina. I kursen används betygsskalan 3, 4, och 5. För godkänt och betyg 3 krävs 30 poäng och dessutom minst 10 poäng på vardera del. Gränsen för betyg 4 är 40p och för betyg 5, 50p. Maxpoäng på tentan är 60p.

Fredag den 28/4 kl 13:15-15:00 kommer det att vara en dugga i kursen. Duggan är frivillig och icke-anonym. Duggan omfattar första delen i kursen (kapitel 16,17 & 22 i Cengel samt material från HU-delen) och innehåller både teori- och räkneuppgifter. Resultatet på duggan (max 8 poäng) gäller som bonuspoäng som läggs till poängen på tentamen. Duggaresultatet gäller som bonuspoäng även vid omtenta i juni och augusti, men inte vid nästa års tentamen. 

Tillåtet hjälpmedel är Chalmersgodkänd räknare. Tabeller och formelsamling delas ut i skrivningssalen

Extra bonuspoäng: Om man gjort mer än hälften av övningstalen, så får man 1p för talen fram till duggan och ytterligare 1p för talen i andra delen. Detta kontrolleras via det digitala verkyget connect.