Course syllabus

Kurs-PM

LMS893 Energi och hållbar utveckling lp4 VT24 (7,5 hp)

Kursen ges av institutionen för Mekanik och maritima vetenskaper, examinator Maria Grahn.

 

Kontaktuppgifter

LÄRARE        

Maria Grahn, M2. maria.grahn@chalmers.se (MG)

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

Christian Bosser, M2. Laboratorieledare, bosserc@chalmers.se (CB)

Joel Löfving, M2. Räkneövningsledare, joel.lofving@chalmers.se (JL)

Jonas Sjöblom, M2. Gästföreläsare, jonas.sjoblom@chalmers.se (JS)

 

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. För det tredje ska kursen ge träning i att räkna, beskriva och förklara olika värmeöverföringsmekanismer. Exempelvis använda grundläggande samband såsom Fouriers lag, Newtons konvektionslag, Stefan Boltzmanns lag, koncept om termisk resistans för seriekopplade fall, värmeledning genom plana, cylindriska och sfäriska skikt, enkla gasturbinprocesser, kompressordrivna kylprocesser, samt värmeväxlarberäkningar.

 

Schema

TimeEdit samt i kurs-PM upplagt i Canvas.

 

Kurslitteratur

Böckerna Cengel et al (2022) och Dahlin (2015) finns att köpa på Chalmers STORE, Lindholmen.

• Cengel YA, Cimbala JM, Ghajar AJ (2022) Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences. McGraw Hill, upplaga 6.
• Dahlin, J-E. (2015). Hållbar utveckling –en introduktion för ingenjörer. Studentlitteratur.
• Det kan eventuellt tillkomma kompletterande litteratur som då publiceras på kurshemsidan.

 

Kursens upplägg

Kursen består av två parallella delar (1) Energi) och (2) Hållbar utveckling med överhörning däremellan.

ENERGI-delen: Det är Maria Grahn som föreläser inom energidelen och som komplement till föreläsningarna har vi räkneövningar som leds av Joel Löfving och en laboration som leds av Christian Bosser. Föreläsningarna och räkneövningarna följer boken Cengel et al (2022) kapitel 16, 17, och 22 följt av en dugga och därefter kapitel 7, 8 och 9. Stort fokus ligger på praktiska och ingenjörsnära problemlösningsexempel.

HÅLLBAR UTVECKLINGS (HU)-delen: Föreläsare är Pavleta Knutsson och det handlar bland annat om globala 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. Som komplement till föreläsningarna utförs ett projektarbete i grupp, och det är planerat ett studiebesök. Det är även planerat 1-2 gästföreläsningar.

Kommunikation sker främst genom samtal och diskussion på föreläsningar och övningar, genom brevväxling i Canvas, eller email direkt till lärarna. 

 

Förändringar sedan förra kurstillfället

Nytt för 2024 är att endast Energidelen ingår i duggan och för att ge bra förutsättningar för att jobba med problemlösningsuppgifterna är dugga-tiden förlängd till maximalt 3h. Duggan ger max 4 bonuspoäng som kan användas för att addera poäng till tentan inom Energidelen. Nytt i år är också att även om projektarbetet är ett obligatoriskt moment så kan riktigt väl utförda arbeten belönas med bonuspoäng (max 4p) som kan addera poäng till tentan. Nytt är även att labben utförs på campus Johanneberg.

 

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 medeltemperaturdifferenser.
• 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.
• beskriva 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 godkänd laboration, godkänd gruppinlämning av projektarbete samt skriftlig tentamen. I kursen används betygsskalan 3, 4, och 5. Maxpoäng på tentan är 60. För godkänt och betyg 3 krävs 30 poäng och dessutom minst 10 poäng på vardera del (dvs delarna Energi för MG samt Hållbar Utveckling för PK). Gränsen för betyg 4 är 40p och för betyg 5, 50p. Bonuspoäng (max 4p från duggan + max 4p från projektarbetet) kan användas för att addera poäng till tentan. Den individuella ”dugga-bonusen” bidrar till att nå miniminivån 10p inom Energidelen. Eftersom ”projektarbete-bonusen” är tilldelad utifrån en grupprestation behöver miniminivån 10p på tentan inom delen Hållbar Utveckling nås individuellt (på tentan) innan ”projektarbete-bonusen” kan adderas till tentaresultaten. Bonuspoängen är endast användbara på de tentor som ges under samma läsår. Vid behov kan man göra ny dugga nästkommande år som då gäller för det läsårets tentor.

 

Ordinarie tentatillfälle 2024: Tisdag 28 maj 8:30 (4h), Lindholmen

Omtenta 2024: Måndag 19 augusti 14:00 (4h), Lindholmen.

Länk till kursplanen i Studieportalen Studieplan