Προηγμένες Βιομηχανικές Εφαρμογές Ισχύος

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/ήτριες θα διαθέτουν εξειδικευμένες γνώσεις, κάποιες από τις οποίες θα είναι σε τεχνολογίες αιχμής στο γνωστικό αντικείμενο των βιομηχανικών εφαρμογών ισχύος και αποτελούν τον κορμό για πρωτότυπη σκέψη:

• Ικανότητα επιλογής και σχεδίασης θερμαντικών αντιστάσεων για εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές.
• Ικανότητα επιλογής και σχεδίασης μαγνητικών εξαρτημάτων.
• Εμπεριστατωμένη γνώση και κριτική κατανόηση των αρχών λειτουργίας συστημάτων ψύξης και αντλιών θερμότητας.
• Εμπεριστατωμένη γνώση και κριτική κατανόηση των αρχών λειτουργίας των ηλεκτροσυγκολλήσεων τόξου και των χαρακτηριστικών λειτουργίας τους.
• Ικανότητα εφαρμογής εξειδικευμένων γνώσεων για την επιλογή του τύπου και των χαρακτηριστικών λειτουργίας μηχανών συγκόλλησης τόξου για βιομηχανικές εφαρμογές.
• Γνώση, περιγραφή και κατηγοριοποίηση των συστημάτων ωμικής, επαγωγικής και διηλεκτρικής θέρμανσης.
• Ικανότητα εφαρμογής εξειδικευμένων γνώσεων για την επιλογή συστημάτων θερμικής επεξεργασίας αναλόγως της εφαρμογής.
• Απόκτηση κριτικής αντίληψης στις σύγχρονες εξελίξεις και τάσεις στο αντικείμενο των βιομηχανικών εφαρμογών ισχύος.

 

Πιο συγκεκριμένα:

• Να μπορούν να προδιαγράφουν, επιλέγουν και σχεδιάζουν θερμαντικές αντιστάσεις για εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές.
• Να μπορούν να επιλέγουν και να σχεδιάζουν μαγνητικά εξαρτήματα σύμφωνα με τις ιδιαίτερες απαιτήσεις λειτουργίας.
• Να μπορούν να επιλέγουν συστήματα ψύξης και αντλίες θερμότητας σε εφαρμογές ψύξης και θέρμανσης χώρου.
• Να μπορούν να επιλέγουν το είδος και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας μηχανών συγκόλλησης τόξου για βιομηχανικές εφαρμογές
• Να μπορούν να κατανοούν τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν συσκευές ωμικής, επαγωγικής και διηλεκτρικής θέρμανσης και να επιλέγουν συστήματα θερμικής επεξεργασίας αναλόγως της εφαρμογής.

 

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Λήψη Αποφάσεων
• Αυτόνομη Εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Το αντικείμενο του μαθήματος αποτελείται από τις ακόλουθες ενότητες :

1. 1η Ενότητα: Σχεδίαση Θερμαντικών Αντιστάσεων: Μεταφορά θερμότητας – Απαιτήσεις ενέργειας ηλεκτρικής θέρμανσης – Θέρμανση με αγωγή, συναγωγή και ακτινοβολία – Απαιτήσεις ισχύος – Αξιολόγηση ισχύος – Θερμαντικές αντιστάσεις – Θερμοκρασία λειτουργίας ηλεκτροθερμικών συσκευών – Αισθητήρες θερμοκρασίας.
2. 2η Ενότητα: Σχεδίαση Μαγνητικών Εξαρτημάτων: Μαγνητικά υλικά και πυρήνες – Σχεδίαση πηνίου, μετασχηματιστή χαμηλών και υψηλών συχνοτήτων.
3. 3η Ενότητα: Συσκευές Τεχνολογίας Κύκλου Συμπίεσης: Εισαγωγή στην ψύξη – Βασική ψυκτική διάταξη – Ψυκτικός κύκλος – Ψυκτικά μέσα – Εισαγωγή στις αντλίες θερμότητας – Διάκριση αντλιών θερμότητας – Πηγές θερμότητας – Εφαρμογή αντλίας θερμότητας στη θέρμανση νερού.
4. 4η Ενότητα: Συγκόλληση Τόξου Μετάλλων: Κατηγορίες τόξων συγκόλλησης – Πηγές ισχύος για συγκόλληση τόξου – Περιστροφικές μηχανές συγκόλλησης τόξου- Μηχανές συγκόλλησης τόξου με μετασχηματιστή – Μηχανές συγκόλλησης τόξου με ανόρθωση – Μηχανές συγκόλλησης τόξου τύπου Αντιστροφέα – Επιλογή/προδιαγραφές μηχανών συγκόλλησης.
5. 5η Ενότητα: Θέρμανση Αγωγής: Βασικές ηλεκτρικές & ηλεκτροθερμικές εξισώσεις – Εναλλασσόμενο ρεύμα σε αγωγούς – AC ρεύμα σε ημιάπειρη πλάκα – AC ρεύμα σε πλάκα ορθογωνικής διατομής – AC ρεύμα σε αγωγούς κυκλικής διατομής – AC ρεύμα σε σωληνωτούς αγωγούς.
6. 6η Ενότητα: Επαγωγική Θέρμανση: Κυκλώματα συντονισμού – Αντιστροφέας πηγής ρεύματος για επαγωγική θέρμανση – Αντιστροφέας πηγής τάσεως για επαγωγική θέρμανση – Επαγωγική θέρμανση με μετατροπέα συντονισμού Επαγωγική θέρμανση ημιάπειρης πλάκας – Επαγωγική θέρμανση λεπτής πλάκας ορθογωνικής διατομής – Επαγωγική θέρμανση συμπαγούς κυλίνδρου – Επαγωγική θέρμανση σωλήνα.
7. 7η Ενότητα: Διηλεκτρική Θέρμανση: Γενικευμένη προσέγγιση – Ισοδύναμο κύκλωμα υλικού – Απώλειες χαλάρωσης διηλεκτρικών υλικών, Μηχανισμός απωλειών διπόλων, ερμηνεία διπολικής χαλάρωσης, θερμική διαφυγή, Ισοδύναμα κυκλώματα διηλεκτρικών υλικών – Διατάξεις εφαρμογής διηλεκτρικής θέρμανσης (RF και μικροκυματικές διατάξεις εφαρμογής).

 

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Γλώσσα Αξιολόγησης: Ελληνική
Γραπτή τελική εξέταση που περιλαμβάνει:
-ερωτήσεις θεωρητικού περιεχομένου και ερωτήσεις κρίσεως
-ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής
-επίλυση υπολογιστικών προβλημάτων

Προαιρετική ανάληψη ατομικής εργασίας (project)

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος προκύπτει από την παρακάτω σχέση:

Χωρίς την προαιρετική ατομική εργασία Βαθμός γραπτής εξέτασης θεωρίας
Με την προαιρετική ατομική εργασία 0,8 x βαθμός γραπτής εξέτασης θεωρίας + 0,2 x βαθμός εργασίας (project)

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Μαχιάς AB (1984), “Ηλεκτρομηχανολογικές Εγκαταστάσεις”, Αθήνα.
2. Μπούρκας ΠΔ (1991), Εφαρμογές κτιριακών-βιομηχανικών μελετών και εγκαταστάσεων, Εκδόσεις Συμεών, Αθήνα.
3. Χαλικιά ΣΝ (1992), “Θέρμανση-Ψύξη-Αερισμός”, ΟΕΔΒ, Αθήνα.
4. Κουρεμένου Δ, Χατζηδάκη Σ (1994), “Σημειώσεις ψύξεως”, Εκδόσεις Ε.Μ.Π, Αθήνα.
5. Chapman SJ (2003), “Ηλεκτρικές Μηχανές AC-DC”, Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη.
6. Mohan N., Undeland T., Robbins W. (2006), “Power Electronics”, John Wiley & Sons.
7. Μανιάς ΣΝ (2000), “Ηλεκτρονικά Ισχύος”, Εκδόσεις Συμεών, Αθήνα.
8. Μανιάς Σ, Καλετσάνος Α (2001), “Βιομηχανικά Ηλεκτρονικά”, Εκδόσεις Συμεών, Αθήνα.
9. Watlow Educational Series Book (1995), “Heat Transfer” (www.watlow.com).
10. Metaxas AC (1996), “Foundations of Electroheat, A Unified Approach”, John Wiley & Sons.
11. Davies EJ (1979), “Induction Heating Handbook”, McGraw-Hill Book Company Ltd, London.
12. H.B.Cary (1998), “Modern Welding Technology”, Prentice Hal.
13. Johns AT, Platts JR, Ratcliffe G (1990), “Conduction and Induction Heating”, Peter Peregrinus Ltd, IEE
14. Siemens and John Wiley & Sons (1985), “Electrical Engineering Handbook”, John Wiley & Sons, New York