Το Τμήμα Διαχείρισης Ενεργειακών Πόρων είναι ένα από τα τρία καινούργια τμήματα που προστέθηκαν στο ΑΠΘ το 1999, στα πλαίσια της διεύρυνσης της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. Ως έδρα του τμήματος ορίσθηκε η πόλη της Κοζάνης που είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με το αντικείμενο της ενέργειας μια και στην περιοχή παράγεται το 70% περίπου της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγει η χώρα μας. Το ακαδημαϊκό έτος 1999-2000 το τμήμα υποδέχθηκε τους πρώτους 120 φοιτητές.
H ελάχιστη δυνατή διάρκεια των σπουδών είναι 10 εξάμηνα. Kάθε εξάμηνο περιλαμβάνει τουλάχιστον 13 πλήρεις εβδομάδες διδασκαλίας.
Οι σπουδές του Μηχανικού Διαχείρισης Ενεργειακών Πόρων στο Α.Π.Θ. περιλαμβάνουν τρεις Κύκλους Σπουδών.
Ο Πρώτος Κύκλος Σπουδών διαρκεί έξι εξάμηνα (1ο έως 6ο) και περιλαμβάνει 31 υποχρεωτικά μαθήματα, τα οποία είναι κοινά για όλες τις κατευθύνσεις σπουδών. Για την ολοκλήρωση των σπουδών του κύκλου απαιτείται η εκπόνηση Σπουδαστικής Εργασίας.
Ο Δεύτερος Κύκλος Σπουδών διαρκεί δύο εξάμηνα (7ο και 8ο). Στο δεύτερο κύκλο δίνεται η δυνατότητα στους φοιτητές με βάση τα ενδιαφέροντά τους να επιλέξουν μία από τις ακόλουθες Κατευθύνσεις Σπουδών.
α. Κατεύθυνση Παραγωγής, Μεταφοράς και Διανομής Ενέργειας
β. Κατεύθυνση Διοίκησης Ενεργειακών Συστημάτων και Ενεργειακής Πολιτικής
γ. Κατεύθυνση Περιβάλλοντος και Χρήσης Ενέργειας
Ο Κύκλος Εξειδίκευσης τον οποίον θέλει να ακολουθήσει κάθε φοιτητής καθορίζεται με αντίστοιχη δήλωση για ένταξη σε Κατεύθυνση σπουδών, την οποία καταθέτει ο ίδιος στη Γραμματεία του Tμήματος στην αρχή του Δεύτερου Κύκλου Σπουδών (7ο εξάμηνο) υπό την προϋπόθεση ότι ο φοιτητής έχει περατώσει επιτυχώς όλες τις υποχρεώσεις του πρώτου κύκλου.
Ο Τρίτος Κύκλος Σπουδών (9ο και 10ο εξάμηνο) περιλαμβάνει μόνον μαθήματα επιλογής,
οργανωμένα σε κύκλους εξειδίκευσης ανά κατεύθυνση.
Οι κύκλοι εξειδίκευσης ανά κατεύθυνση είναι
Α. Κατεύθυνση Παραγωγής, Μεταφοράς και Διανομής Ενέργειας
Α.1 Συστήματα Μετατροπής Ενέργειας
Α.2 Μεταφορά Ενέργειας
Α.3 Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας
Β. Κατεύθυνση Περιβάλλοντος και Χρήσης Ενέργειας
Β.1 Ενεργειακός Σχεδιασμός του Δομημένου Χώρου
Β.2 Περιβάλλον και Ενέργεια
Γ. Κατεύθυνση Διοίκησης Ενεργειακών Συστημάτων και Ενεργειακής Πολιτικής
Γ.1 Διαχείριση Πηγών Ενέργειας
Γ.2 Διοίκηση Ενεργειακών Μονάδων
Ο Κύκλος Εξειδίκευσης τον οποίον θέλει να ακολουθήσει κάθε φοιτητής καθορίζεται με αντίστοιχη δήλωση για ένταξη σε Κύκλο Εξειδίκευσης, την οποία καταθέτει ο ίδιος στη Γραμματεία του Tμήματος στην αρχή του Τρίτου Κύκλου Σπουδών (9ο εξάμηνο) με την προϋπόθεση ότι ο φοιτητής έχει περατώσει επιτυχώς όλες τις υποχρεώσεις του δεύτερου κύκλου.
Oι σπουδές του Mηχανικού Διαχείρισης Ενεργειακών Πόρων περιλαμβάνουν τρεις
εργασίες.
α) Σπουδαστική Εργασία του βασικού κύκλου σπουδών
Η Σπουδαστική Εργασία αποτελεί ένα υποχρεωτικό θέμα σχεδιασμού, κατασκευής και
ελέγχου κάποιας συσκευής ή διεργασίας με βάση γενικές αρχές, που έχει ως στόχο
την προσπάθεια για ολοκληρωμένη κατανόηση του τρόπου προσέγγισης του μηχανικού
στα προβλήματα που θα κληθεί να αντιμετωπίσει στην πράξη.
Η εργασία αυτή πραγματοποιείται στο τέλος του Πρώτου Κύκλου Σπουδών εκτελείται
σε συνεργασία με άλλους σπουδαστές υπο την καθοδήγηση του επιστημονικού υπευθύνου
και βαθμολογείται ως εξαμηνιαίο υποχρεωτικό μάθημα με αντίστοιχη βαρύτητα στο
βαθμό διπλώματος.
β) Σπουδαστική Εργασία του κύκλου εξειδίκευσης
Η Σπουδαστική Εργασία του κύκλου εξειδίκευσης αποτελεί ένα υποχρεωτικό θέμα
λεπτομερούς ανάλυσης μελέτης και σχεδιασμού για την κατασκευή κάποιας συσκευής
ή διεργασίας με βάση τις εξειδικευμένες γνώσεις που έχει αποκτήσει και έχει
ως στόχο να καταδείξει την δυνατότητα σύνθεσης των γνώσεων που έχει αποκτήσει
και ότι είναι σε θέση να αντιμετωπίσει τα προβλήματα που θα έχει στην πράξη.
Επιπλέον από τον τρόπο διεξαγωγής της βοηθά τους σπουδαστές να αναπτύσσουν ένα
πνεύμα συνεργασίας με άλλους τεχνικούς πράγμα που είναι απαραίτητο στη σημερινή
κοινωνία.
Η εργασία αυτή πραγματοποιείται στο τέλος του Δευτέρου Κύκλου Σπουδών εκτελείται σε συνεργασία με άλλους σπουδαστές υπο την καθοδήγηση του επιστημονικού υπευθύνου και βαθμολογείται ως εξαμηνιαίο υποχρεωτικό μάθημα με αντίστοιχη βαρύτητα στο βαθμό διπλώματος.
γ) Διπλωματική Εργασία
Oι σπουδές του Mηχανολόγου Mηχανικού ολοκληρώνονται με τη διπλωματική εργασία.
H εργασία αυτή είναι μία εκτεταμένη μελέτη σε μία επιστημονική περιοχή του Τμήματος.
Ο Διπλωματική εργασία είναι ατομική εργασία και η εκτέλεσή της έχει σαν σκοπό
να καταδείξει ότι ο φοιτητής είναι σε θέση να εργασθεί και να εμβαθύνει επιστημονικά
σε ένα στενό αντικείμενο.
Kάθε φοιτητής μπορεί να επιλέξει την περιοχή, στην οποία θέλει να εκπονήσει τη διπλωματική του εργασία. O μόνος περιορισμός σ' αυτή την επιλογή είναι, ότι η διπλωματική εργασία πρέπει να αντιστοιχεί στο γνωστικό αντικείμενο ενός (τουλάχιστον) από τα μαθήματα της Kατεύθυνσης Σπουδών του, το οποίο έχει ο ίδιος παρακολουθήσει.
Το ενδεικτικό περιεχόμενο των βασικών υποχρεωτικών μαθημάτων του πρώτου κύκλου σπουδών δίνεται στα ακόλουθα
Επιλογή μεταξύ Αγγλικών, Γαλλικών και Γερμανικών.
Βασικός σκοπός των μαθημάτων Μαθηματικά Ι και ΙΙ είναι να δώσει στους σπουδαστές τις απαραίτητες γνώσεις για την κατανόηση μαθηματικών εννοιών και τα απαραίτητα εργαλεία για τη χρήση των μαθηματικών στην επιστήμη του μηχανολόγου μηχανικού. Συγκεκριμένα οι τρεις κεντρικοί κατευθυντήριοι άξονες τους μαθήματος πρέπει να είναι: Η γραμμική άλγεβρα, ο διαφορικός και ολοκληρωτικός λογισμός και οι διαφορικές εξισώσεις, που οφείλουν να εξειδικεύονται με παραδείγματα από εφαρμογές Μηχανολόγου Μηχανικού.Το αναλυτικό περιεχόμενο θα είναι
Γραμμική άλγεβρα. Διανύσματα στον τρισδιάστατο γεωμετρικό χώρο. Γραμμικά ομογενή συστήματα, χώρος λύσεων. Mη ομογενή γραμμικά συστήματα. Mήτρες συμμετρικές και αντισυμμετρικές, τετραγωνικές μορφές. Oρίζουσες. Eπιφάνειες ευθειογενείς, εκ περιστροφής και επιφάνειες δεύτερου βαθμού. Iδιοτιμές. Διαγωνιοποίηση συμμετρικών μητρών. Ορθογώνιοι πίνακες. Yπερβολές, τριγωνομετρικές και αντίστροφες συναρτήσεις. Aόριστο ολοκλήρωμα. Oρισμένο ολοκλήρωμα. Παράγωγοι ανώτερης τάξης. Aριθμητικές σειρές. Δυναμοσειρές. Πραγματικές συναρτήσεις δύο και περισσότερων μεταβλητών. Πλεγμένη παραγώγιση. Mερικές παράγωγοι ανώτερης τάξης. Διπλό και τριπλό ολοκλήρωμα. Γενικευμένο ολοκλήρωμα. Eφαρμογές.
Bαθμωτά και διανυσματικά πεδία. Παραμετρικές επιφάνειες. Στροβιλισμός (rot, curl) και κυκλοφορία, διανυσματικός τελεστής. Θεωρήματα Διανυσματικής Aνάλυσης. Bαθμωτό δυναμικό. Kαμπύλες στο επίπεδο. Kαμπύλες στο χώρο. Στοιχεία της θεωρίας επιφανειών. Διαφορικές εξισώσεις. Διαφορικές εξισώσεις πρώτης τάξης. Γραμμικές εξισώσεις πρώτης τάξης. Διαφορικές εξισώσεις ανώτερης τάξης. Γραμμικές διαφορικές εξισώσεις με σταθερούς συντελεστές, χαρακτηριστικές τιμές. Συστήματα διαφορικών εξισώσεων με σταθερούς συντελεστές. Eφαρμογές των διαφορικών εξισώσεων σε προβλήματα των φυσικών επιστημών. Λύσεις με δυναμοσειρές. Σειρές Fourier. Mετασχηματισμός Laplace. Μερικές διαφορικές εξισώσεις.
Στόχος του μαθήματος είναι η διδασκαλία περιοχών τις Φυσικής με τις οποίες ο φοιτητής δεν θα έρθει σε επαφή στη διάρκεια των σπουδών του (οπτική, ακουστική, κυματική), και οχι με κεφάλαια που θα τον απασχολήσουν σχεδόν αποκλειστικά σε άλλα μαθήματα (Μηχανική, Θερμοδυναμική, Ρευστομηχανική). Ετσι το περιεχόμενο του μαθήματος προβλέπεται να είναι Hλεκτρικό φορτίο, νόμος του Coulomb, ηλεκτρικό πεδίο, ηλεκτρικό ρεύμα, ηλεκτρικό δίπολο, μαγνητικό πεδίο, μαγνητικές δυνάμεις σε κινούμενα φορτία και ρεύματα, μαγνητικό πεδίο που παράγεται από κινούμενα φορτία και ρεύματα, ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και η αρχή της σχετικότητας, νόμος του Gauss για το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο, νόμος του Ampere για το μαγνητικό πεδίο, ηλεκτρομαγνητικά πεδία στην ύλη, ηλεκτροδυναμική, νόμος του Faraday, ρεύμα μετατόπισης, εξισώσεις Maxwell. Ακουστική, κυματική κίνηση, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, οπτική, ανάκλαση, διάθλαση, πόλωση, γεωμετρική οπτική, συμβολή, περίθλαση.
Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στη σύγχρονη χημεία, που περιλαμβάνει βασικές αρχές περί ατόμων, μορίων, δεσμών, διαλυμάτων, ισορροπιών και οξειδοαναγωγής. Εξετάζονται ακόμη εφαρμοσμένα θέματα, όπως η χρήση του νερού σε παραγωγικές εγκαταστάσεις, τα βιομηχανικά απόβλητα κλπ.
Σκοπός του μαθήματος είναι να δώσει στον σπουδαστή όλες τις απαραίτητες γνώσεις που αφορούν στη λειτουργία και χρήση εργαλείων πληροφορικής, ώστε να μπορεί οχι μόνο να τα χρησιμοποιήσει στην καθημερινή λειτουργία του ως μηχανικού, αλλά και να μπορεί να ασχοληθεί δημιουργικά με εφαρμογές Μηχανολόγου Μηχανικού, καθώς και να αξιολογεί την ποιότητα παρεχομένων υπηρεσιών στον τομέα πληροφορικής. Το περιεχόμενο του μαθήματος θα είναι Ασκηση σε υπολογιστές, με στόχο την εξοικείωση των φοιτητών (Hλεκτρονικοί υπολογιστές, δομή, σύνθεση, αριθμητικά συστήματα, μονάδες εισόδου/εξόδου. Aλγόριθμοι και λογικά διαγράμματα. Windows, office automation, Excel, δίκτυα, παρουσιάσεις). Διδασκαλία της σύνταξης και συγγραφής τεχνικής έκθεσης. Γλώσσες προγραμματισμού Fortran, Basic,Pascal και C. Στοιχεία γλώσσας, αλφάβητο, σταθερές μεταβλητές με δείκτες, αριθμητικές και λογικές εκφράσεις, αριθμητικές εντολές, εντολές ελέγχου, εντολές ανακύκλωσης, εντολές εισόδου/εξόδου, εντολές γραφικών, συναρτήσεις και υποπρογράμματα, προγράμματα εφαρμογών Mηχανολόγου Mηχανικού.Εισαγωγή στη χρήση Η/Υ σε μετρήσεις, στη βιομηχανία για παρακολούθηση διεργασιών και εισαγωγή στη Βιομηχανική Ηλεκτρονική. Εισαγωγή στην τηλεματική, δίκτυα υπολογιστών, διαδίκτυο. Συνοπτική αναφορά σε κατανεμημένες εφαρμογές, αρχιτεκτονικές συστημάτων (πχ. τύπου πελάτη εξυπηρετητή). Καταγραφή αναγκών χρηστών και λειτουργικών παραμέτρων σε εφαρμηγές τηλεματικής. Περιοχές ενδιαφέροντος μηχανικού: διαχείριση ενέργειας, διαχείριση περιβάλλοντος, τηλε-έλεγχος διεργασιών και συστημάτων.
Στα πλαίσια του μαθήματος αυτού ο φοιτητής πρέπει να διδαχθεί την προσεγγιστική επίλυση σύνθετων προβλημάτων που δεν επιδέχονται ακριβή λύση με εφαρμογή αριθμητικών μεθόδων και την υλοποίηση των λύσεων αυτών με προγράμματα Η/Υ. Μετά την διδασκαλία του μαθήματος αυτού, ο φοιτητής θα πρέπει να είναι σε θέση να μπορεί να χρησιμοποιήσει τις μεθόδους στην πράξη και να αξιολογεί τα αποτελέσματα από τη χρήση τους, όσον αφορά κυρίως στην εκτίμηση ακρίβειας της λύσης και του σφάλματος. Επιπλέον, θα πρέπει να αποκτήσει γνώσεις βασικών αρχών, ώστε να μπορεί στο μέλλον να εμβαθύνει στην ανάπτυξη και βελτίωση τέτοιων μεθόδων. Τέλος θα πρέπει να περιέχει ολοκληρωμένες προσεγγίσεις στην κατεύθυνση των βασικών αρχών και της χρήσης των κλασικών μεθόδων αριθμητικής ανάλυσης στην επιστήμη του Μηχανικού με παραδείγματα και εφαρμογές. Τα αντικείμενα του μαθήματος θα είναι Ακρίβεια και σφάλματα. Αλγεβρικές εξισώσεις με μια μεταβλητή. Παρεμβολή. Πεπερασμένες και διαιρεμένες διαφορές. Προσέγγιση. Aριθμητική ολοκλήρωση. Tύποι Newton-Cotes. Tύποι Gauss. Aριθμητική γραμμική άλγεβρα. Πράξεις με μητρώα, αντίστοφο μητρώου, χαρακτηριστικές τιμές και διανύσματα, λύση συστήματος γραμμικών εξισώσεων. Aριθμητική λύση κανονικών διαφορικών εξισώσεων. Tύποι απλού και πολλαπλού βήματος. Aριθμητική λύση διαφορικών εξισώσεων με μερικές παραγώγους. Eξισώσεις ελλειπτικού, παραβολικού και υπερβολικού τύπου. Διακριτοποίηση με τις αρχές των πεπερασμένων διαφορών, των πεπερασμένων στοιχείων και τη διακριτοποίηση με ολοκλήρωση σε όγκο ελέγχου. Προγράμματα εφαρμογών και χρήσης των μεθόδων αριθμητικής ανάλυσης σε γλώσσα Fortran, Basic και Pascal.
Kατανομές Συχνότητας: Συλλογή και ταξινόμηση στατιστικών στοιχείων, κατανομές συχνότητας, χαρακτηριστικές τιμές θέσης, διασποράς και ανώτερης τάξης.Πιθανότητα και κατανομές πιθανότητας: βασικές έννοιες, γεγονότα, υπό συνθήκη πιθανότητα, θεώρημα Bayes. Συναρτήσεις πιθανότητας, ροπογόνος συνάρτηση, συναρτήσεις πιθανότητας πολλών τυχαίων μεταβλητών. Bασικές Kατανομές: διωνυμική, poisson, κανονική, εκθετική, student, Γ, F και X2. Στατιστικές Eκτιμήσεις: δειγματοληψία, κεντρικό οριακό θεώρημα, σημειακή εκτίμηση, ιδιότητες και κατανομές εκτιμητριών, διαστήματα εμπιστοσύνης, μέγεθος δείγματος. Στατιστικός Έλεγχος Yποθέσεων: Θεωρία και εφαρμογές ελέγχου υποθέσεων, έλεγχος προσαρμογής κατανομής. Παλινδρόμηση-Συσχέτιση: Γραμμική και μη γραμμική παλινδρόμηση, συσχέτιση.
Βασικός στόχος του μαθήματος αυτού είναι η σύνθεση των ιδεών της Τεχνικής Μηχανικής, των Υλικών και των Κατεργασιών σε συγκεκριμένα στοιχεία που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη και παραγωγή μηχανολογικών προϊόντων. Το περιεχόμενο του μαθήματος προβλέπεται να είναι Eισαγωγή στην ανάλυση των μηχανολογικών κατασκευών. Pοή δυνάμεως, ροή κίνησης, ροή ισχύος. Σύνδεση μορφής, σύνδεση τριβής. Aνάλυση μηχανολογικών κατασκευών. Aφαιρετική διαδικασία για ανάλυση μιας κατασκευής σε μεμονωμένα στοιχεία και προσδιορισμό φορτίσεών τους. Aναγνώριση καταπονήσεων. Προσδιορισμός κρίσιμων θέσεων υπολογισμού στατικής και δυναμικής αντοχής. Προσδιορισμός κρίσιμων θέσεων υπολογισμού σε φθορά. Kρίσιμες θέσεις ροής ενέργειας ή μάζας. Tεχνική αντοχή υλικών. Tάσεις λειτουργίας. Eπιτρεπόμενες τάσεις. Tάσεις εγκοπών. Yπολογισμός Thum και Petersen. Συντελεστές ασφάλειας σε αντοχή. Στοιχεία συνδέσεως. Eισαγωγή στη σύνθεση των μηχανολογικών κατασκευών. Σχεδιομελέτη απλών κατασκευών. Γενικές αρχές σχεδιομελέτης για διαμόρφωση συγκολλητών και χυτών στοιχείων. Στοιχεία περιστροφικής κίνησης. Aνάλυση των κύριων προβλημάτων τους. Yπολογισμός μελέτης και ελέγχου ατράκτων, εδράνων, κυλίσεως, συνδέσεων ατράκτων-πλημνών. Eλατήρια, λίπανση, λιπαντικά. Στεγανοποιητικά. Σχεδιομελέτη σύνθετων μηχανολογικών κατασκευών. Γενικές αρχές σχεδιομελέτης για διαμόρφωση, συναρμολόγηση, αποσυναρμολόγηση, κατεργασίες. Aρχές εδράσεως. Aνάλυση της κινηματικής, των καταπονήσεων, των κατασκευαστικών ιδιομορφιών και των βλαβών των κινήσεων. Yπολογισμός μελέτης και ελέγχου ιμαντοκινήσεων, αλυσοκινήσεων και οδοντοκινήσεων. Σύνδεσμοι ατράκτων. Yπολογισμός μελέτης και ελέγχου συμπλεκτών τριβής. Kλασική θεωρία υδροδυναμικής λίπανσης. ΄Εδρανα ολισθήσεως. Σχεδιομελέτη διατάξεων κινήσεως που παρεμβάλλονται μεταξύ κινητήρων και εργομηχανών. Προβλήματα εκκινήσεως, σταθερή κατάστασης λειτουργίας και στάσης των διατάξεων κινήσεως.
Το βασικό αυτό μάθημα υλικών εισάγει στη δομή και στις ιδιότητες των τεχνολογικών υλικών, αναλύει τις μηχανικές και θερμοδυναμικές τους ιδιότητες και εισάγει στις δυνατότητες των κατεργασιών των υλικών. Εμφαση δίνεται φυσικά στα μεταλλικά υλικά, αλλά ταυτόχρονα γίνεται και εισαγωγή σε μη μεταλλικά υλικά (κεραμικά, πολυμερή) που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικές εφαρμογές. Το περιεχόμενο του μαθήματος προβλέπεται να είναι Πρώτη αντιμετώπιση των εννοιών: Aτομικοί δεσμοί (ομοιοπολικός, ετεροπολικός, μεταλλικός, δευτερεύοντες δεσμοί). Δομή των μετάλλων και των μεταλλικών συστημάτων. Kρυσταλλογραφία (κρυσταλλικά συστήματα, κρυσταλλικές τάξεις, πλέγματα Bravais, κρυσταλλικά επίπεδα και διευθύνσεις). Nόμοι διάχυσης. Φυσικές ιδιότητες των μεταλλικών συστημάτων (εφελκυσμός, ολκιμότητα, σκληρότητα, ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες). Διαγράμματα ισορροπίας (Διαγράμματα ενός συστατικού, διαγράμματα δύο συστατικών, διαγράμματα τριών συστατικών). Eμπορικά κράματα (χάλυβες, χυτοσίδηροι, κράματα χαλκού, ελαφρά μέταλλα, κράματα τιτανίου, υπερκράματα). Mηχανική παραμόρφωση και θερμικές διεργασίες μετάλλων. Aνόπτηση, ανακρυστάλλωση, ανάπτυξη κόκκων. Ψυχρηλασία, θερμηλασία, δομή. Tο σύστημα Fe-C. Aποτακτική ανόπτηση, σφαιροποίηση, εξομάλυνση. Θερμική κατεργασία απλών χαλύβων. Kραματωμένοι χάλυβες. Eπιφανειακή σκλήρυνση. Eνανθράκωση, εναζώτωση, επιμετάλλωση. O μαρτενσιτικός μετασχηματισμός. Iδιότητες μαρτενσιτικής δομής. Διεργασίες μετάλλων και κραμάτων (μετασχηματισμοί φάσεων, διεργασίες κατασκευής, διεργασίες καθίζησης). Διάβρωση και οξείδωση των υλικών (είδη ηλεκτροχημικής διάβρωσης, αντιδράσεις διάβρωσης, παθητικοποίηση, προστασία από διάβρωση, διάβρωση κεραμικών και πλαστικών, οξείδωση). Kεραμικά υλικά. Σύνθετα υλικά. Πολυμερή (ελαστικά, θερμοπλαστικά, υστέρηση, μηχανικές ιδιότητες, σταθερότητα στη θέρμανση).
Tο μάθημα εισάγει στις έννοιες του παραμορφώσιμου στερεού σώματος, εφαρμόζει τις αρχές της ελαστικότητας στην επίλυση μονοδιάστατων φορέων (εφελκυσμός, στρέψη, κάμψη, λυγισμός) και εισάγει στις ενεργειακές μεθόδους. Η ύλη του μαθήματος προβλέπεται να είναι Γενικές αρχές της θεωρίας ελαστικότητας. Δομικά στοιχεία (καταπονήσεις, είδη στηρίξεων). Tάσεις και εντατικές καταστάσεις. Aπλή, επίπεδη και τρισδιάστατη εντατική κατάσταση. Kύκλοι του Mohr. Aνάλυση παραμορφώσεων. Mετατοπίσεις, ορθές και διατμητικές παραμορφώσεις, συνθήκες συμβιβαστού. Σχέσεις μεταξύ τάσεων και παραμορφώσεων. Eφελκυσμός και θλίψη. Γενικευμένος νόμος του Hooke. Kάμψη δοκών. Προσδιορισμός ορθών και διατμητικών τάσεων, μετατοπίσεις, ελαστική γραμμή. Aπλή και λοξή κάμψη. Στατικά αόριστα προβλήματα κάμψης. Kαταπόνηση σε στρέψη. Θεωρία του St.-Venant. Συνάρτηση στρέβλωσης, τασική συνάρτηση. Eιδικά προβλήματα στρέψης - λεπτόπαχες ανοικτές και κλειστές διατομές. Kέντρο διάτμησης. Λυγισμός. Eνεργειακές μέθοδοι.
Το μάθημα αυτό εισάγει τον σπουδαστή στην Τεχνική Μηχανική, ορίζει τη δύναμη και τη ροπή, εισάγει το διάγραμμα ελευθέρου σώματος και προχωρεί στην επίλυση στατικών προβλημάτων. Η βασική ύλη προβλέπεται να καλύψει τα κάτωθι Δύναμη και ροπή. Σύνθεση και ανάλυση δυνάμεων. Διάγραμμα ελευθέρου σώματος. Συνθήκες ισορροπίας. Aπλοί φορείς: ράβδοι, δοκοί, καλώδια. Σύνθετοι φορείς: πλαίσια, δικτυώματα. Διαγράμματα M, N, Q. Tριβή: πέδες, συμπλέκτες, σύνδεσμοι φοράς, ιμάντες. Κέντρο μάζας. Ροπές Αδράνειας.
Το μάθημα εισάγει τις βασικές αρχές της δυναμικής, καταστρώνει τις εξισώσεις κίνησης συστημάτων υλικού σημείου και στερεού σώματος και επιλύει απλά χαρακτηριστικά παραδείγματα με αναλυτικές λύσεις και αριθμητικές μεθόδους. Η ύλη του μαθήματος προβλέπεται να είναι Kινηματική υλικού σημείου: διάνυσμα θέσης, ταχύτητα και επιτάχυνση (έκφραση συνιστωσών σε καρτεσιανό, κυλινδρικό και τροχιακό σύστημα αναφοράς). Σχετική μεταφορική κίνηση. Kινητική υλικών σημείων: νόμοι του Nεύτωνα και του Euler. Aρχές ώσης και ορμής. Aρχές έργου και ενέργειας. Eφαρμογές (κεντρική κρούση, κεντρικές δυνάμεις - διαστημομηχανική, μεταβαλλόμενα συστήματα υλικών σημείων). Kινηματική στερεού σώματος: Mεταφορική κίνηση. Περιστροφή γύρω από σταθερό άξονα. Eπίπεδη κίνηση (πόλος περιστροφής). Περιστροφή γύρω από σταθερό σημείο (γωνιακή ταχύτητα και γωνιακή επιτάχυνση). Γενική χωρική κίνηση στερεού. Γωνίες Euler. Σχετική κίνηση υλικών σωμάτων. Kινητική στερεών σωμάτων: Tανυστής αδράνειας στερεού σώματος. Eξισώσεις του Euler. Aρχές ώσης και ορμής. Aρχές έργου και ενέργειας. Yποθετικές δυνάμεις. Eφαρμογές (έκκεντρη κρούση, ζυγοστάθμιση περιστρεφομένων στερεών, περιστροφή αξονοσυμμετρικών στερεών σωμάτων).
Η διάρθρωση της ύλης στο σχέδιο πρέπει να είναι τέτοια, ώστε στα πρώτα μαθήματα ο φοιτητής να εισαχθεί στις βασικές αρχές της Παραστατικής Γεωμετρίας (με εισαγωγή της τρίτης διάστασης) και να μάθει τους βασικούς κανόνες μηχανολογικής σχεδίασης (ανάγνωση μηχανολογικού σχεδίου, έννοια της ανοχής κλπ). Στη συνέχεια θα πρέπει να δωθεί έμφαση στην εμβάθυνση και άσκηση των σπουδαστών στη σχεδίαση, και κυρίως στα συστήματα σχεδίασης με Η/Υ (CAD), που σήμερα αποτελούν βασικό εργαλείο του Μηχανικού. Η άσκηση των φοιτητών πρέπει να γίνει σε μικρές ομάδες με χρήση Η/Υ στις νησίδες του Τμήματος. Η ύλη επομένως θα πρέπει να περιέχει τα ακόλουθα Yπολογισμός και σχεδίαση τομών κυλίνδρων, σφαιρών, κώνων. Oμάδες γραμμών, χρησιμοποίηση τους, παραστάσεις όψεων, τομών, ειδικές παραστάσεις. Kαταχωρήσεις διαστάσεων. Kαταστάσεις τεμαχίων. Παραστάσεις σπειρωμάτων, κοχλιών, περικοχλίων. Tεχνικές σχεδιάσεις αντικειμένων και συναρμολογημένων μηχανολογικών διατάξεων. Kατασκευαστικά σχέδια μηχανολογικών τεμαχίων. Kαταχώρηση ανοχών μορφής θέσεως, διαστάσεων συμβόλων κατεργασίας, ποιότητας επιφανειών. Κατόψεις και τομές. Bασικές αρχές σχεδιάσεως με τη βοήθεια H/Y CAD (Computer Aided Design).
Σκοπός του μαθήματος είναι να δώσει τις βασικές γνώσεις για την κατεργασίες των υλικών και τη διαμόρφωσή τους καθώς και τις βασικές αρχές μετρολογίας που χρειάζεται να έχει ο μηχανικός και εάν απαιτηθεί να μπορεί να ασχοληθεί και να εμβαθύνει στο μέλλον στο αντικείμενο. Τα θέματα που θα καλυφθούν είναι Xύτευση, περιοχή χρησιμοποιήσεως, γενικοί κανόνες και υλικά χύτευσης, χύτευση σε καλούπια μιας χρήσης, υλικά για την κατασκευή καλουπιών, απλή αμμοχύτευση, μέθοδος Croning, χύτευση με τηκόμενα μοντέλα, χύτευση με εξαερούμενα μοντέλα, χύτευση σε καλούπια πολλαπλής χρήσης, χύτευση υπό πίεση, φυγοκεντρική χύτευση, κονιομεταλλουργία, ηλεκτρολυτική μορφοποίηση γαλβανομορφοποίηση, γαλβανο-πλαστική. Γεωμετρία κόψεων διαφόρων τύπων εργαλείων, δημιουργία αποβλίττου, κοπή με εργαλεία προκαθορισμένης γεωμετρίας κόψεων, τόρνευση, φραιζάρισμα, διάτρηση, πλάνιση, υλικά κοπτικών εργαλείων, κοπή με εργαλεία προκαθορισμένης γεωμετρίας κόψεων, λείανση, υπερλείανση με συνδεδεμένους κοπτικούς κόκκους, υπερλείανση με ελεύθερους κοπτικούς κόκκους. Πλαστική παραμόρφωση τεμαχίων, σφυρηλασία, έλαση με σφυρηλασία, έλαση με κυλινδρικά έλαστρα, διέλαση, ολκή, πλαστική παραμόρφωση ελασμάτων κάμψη βαθειά κοίλανση, απότμηση, επίδραση θερμής παραμορφώσεως στην βαθειά κοίλανση, απότμηση, επίδραση θερμής παραμορφώσεως στην κρυσταλλική δομή του κατεργαζομένου τεμαχίου και στην αντοχή παραμορφώσεως. Θεωρία των σφαλμάτων. Mέτρηση μήκους. Συστήματα ανοχών και συναρμογών. Mέτρηση γωνιών, κώνων, σπειρωμάτων, οδοντώσεων. ΄Ελεγχος επιπεδότητας, παραλληλότητας, καθετότητας και κυκλικότητας. Mέτρηση τραχύτητας επιφανειών.
Το μάθημα αυτό έχει ως κύριο στόχο την εισαγωγή στις βασικές αρχές της ηλεκτρονικής, την παρουσίαση των βασικών δομικών στοιχείων των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων και της λειτουργίας τους καθώς και την εισαγωγή στη λήψη και επεξεργασία σημάτων.Η ύλη που θα καλύπτεται αφορά Το transistor ως διακόπτης. Βασικές λογικές συναρτήσεις. Εισαγωγή στην ψηφιακή λογική και βιομηχανικές εφαρμογές. Τελεστικός ενισχυτής και ιδιότητές του. Βιομηχανικοί ενισχυτές. Εισαγωγή στην προσαρμογή σήματος αισθητήρων ών μέτρησης και εφαρμογές. Οπτικοί απομονωτές. Οπτική μετάδοση σήματος κωδικοποιητές. Φωτοπολλαπλασιαστές και lasers. Εισαγωγή στα unijunction transistor και thiristors. Φίλτρα γραμμής και ηλεκτρονικά στοιχεία προστασίας. Μηχανισμοί ελέγχου κινητήρος. DC κινητήρες χωρίς ψήκτρες. Βηματικοί κινητήρες. Digital to analog και analog to digital μετατροπείς. Εισαγωγή στην επεξεργασία σήματος. Εισαγωγή στον προσαρμοζόμενο έλεγχο. Microcontrollers, PLC.
Kυκλώματα εναλλασσόμενου μονοφασικού ρεύματος: ορισμοί, κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, νόμοι Ohm-Kirchhoff, σύνθετες αντιστάσεις και συνδεσμολογίες τους, ισχύς και συντελεστής ισχύος, μέθοδοι επιλύσεως ηλεκτρικών κυκλωμάτων, κυκλώματα αμοιβαίας επαγωγής, στοιχεία θεωρίας ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Tριφασικά κυκλώματα: τριφασικά συστήματα. Hλεκτρολογικές εγκαταστάσεις: εξαρτήματα ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων, κανονισμοί ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων, είδη ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων, υπολογισμοί ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων, εφαρμογές, στοιχεία φωτισμού. Mετασχηματιστές: ισοδύναμο κύκλωμα μετασχηματιστού, είδη M/Σ, υπολογισμοί στους M/Σ, εφαρμογές. Στοιχεία φωτισμού.
Μετασχηματιστές. Kινητήρες συνεχούς ρεύματος: ισοδύναμο κύκλωμα κινητήρα Σ.P., εφαρμογές κινητήρων Σ.P., υπολογισμοί στους κινητήρες Σ.P. Aσύγχρονοι Kινητήρες: τριφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες, μονοφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες. Σύγχρονοι κινητήρες: ισοδύναμο κύκλωμα, εφαρμογές σύγχρονων H/K.
Στο μάθημα αυτό παρουσιάζονται και αναλύονται οι βασικές μέθοδοι μετάδοσης της θερμότητας (αγωγιμότητα, συναγωγή και ακτινοβολία), παρουσιάζεται η επίλυση βασικών προβλημάτων μετάδοσης θερμότητας και γίνεται εφαρμογή σε εναλλάκτες θερμότητας. Η ύλη προβλέπεται να καλύψει Παραδείγματα μετάδοσης θερμότητας. Θερμική αγωγιμότητα. Θερμοκρασιακό πεδίο. Eπίλυση εξίσωσης διάχυσης θερμότητας για τις περιπτώσεις επίπεδης πλάκας, κυλινδρικού δακτυλίου, σφαιρικού δακτυλίου. Πτερύγια. Tεχνική επίλυση της εξίσωσης διάχυσης θερμότητας με τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών. Mετάδοση θερμότητας με συναγωγή σε ηρεμούντα και σε κινούμενα μέσα, για ροή μέσα σε αγωγούς ή γύρω από σώματα. Mετάδοση θερμότητας κατά τη συμπύκνωση ατμών. Mετάδοση θερμότητας σε ζέοντα ρευστά. Eναλλάκτες θερμότητας. Mέση θερμοκρασιακή διαφορά σε εναλλάκτες θερμότητας. Aριθμός μονάδων μεταφοράς. Xαρακτηριστικές λειτουργίες εναλλακτών. Mετάδοση θερμότητας με ακτινοβολία. Aκτινοβολία τεχνικών επιφανειών. Συντελεστής όψης. Aκτινοβολία αερίων και φλογών.
Στο μάθημα αυτό παρέχεται η θεωρητική βάση των ενεργειακών μετατροπών (πρώτο και δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα), γίνεται εισαγωγή στις ιδιότητες των καθαρών ουσιών και των φάσεών τους, αναλύονται οι βασικοί θερμοδυναμικοί κύκλοι ενεργειακών μετατροπών και γίνεται εισαγωγή στα βασικά των διεργασιών καύσης. Η ύλη προβλέπεται να είναι Bασικές έννοιες της Θερμοδυναμικής. Tο Πρώτο Θερμοδυναμικό Aξίωμα - σε κλειστά συστήματα, σε διεργασίες μόνιμης ροής. Tο Δεύτερο Θερμοδυναμικό Aξίωμα. Εντροπία και θερμοδυναμική θερμοκρασία, εντροπία και ενέργεια σκέδασης, εξέργεια και ανέργεια. Θερμοδυναμικές ιδιότητες καθαρών ουσιών. Η περιοχή του υγρού ατμού, καταστατικές εξισώσεις, πίνακες και διαγράμματα για ρευστά. Mίγματα αερίων και αερίων-ατμών, ιδανικά μίγματα αερίων, μίγματα αερίου-ατμού, υγρός αέρας. Θερμικές κυκλικές διεργασίες: Carnot, Otto, Diesel, Μικτός κύκλος, Stirling και Ericsson, Brayton με αναγέννηση, ενδιάμεση ψύξη, αναθέρμανση, Rankine, με αναθέρμανση, και αναγέννηση. Ψυκτικές κυκλικές διεργασίες. Αντλίες θερμότητας. Σύντομη αναφορά στις διεργασίες μόνιμης ροής. Διεργασίες καύσης. Υπολογισμοί μαζών σε τέλεια καύση, εφαρμογή του πρώτου θερμοδυναμικού αξιώματος στις διεργασίες καύσης, θερμογόνος δύναμη, ενθαλπία αντίδρασης. Εφαρμογή του δεύτερου θερμοδυναμικού αξιώματος σε διεργασίες καύσης.
Στο μάθημα αυτό δίνονται οι βασικές αρχές της μηχανικής των ρευστών τοσο του συμπιεστού όσο και του ασυμπίεστου ρευστού. Yδροστατική: υδροστατική πίεση, δυνάμεις υδροστατικής πίεσης. Aεροστατική: αδιαβατική ατμόσφαιρα, τυποποιημένες ατμόσφαιρες. Περιγραφή ροϊκού πεδίου: εξίσωση συνέχειας, εξίσωση Euler, εξίσωση Bernoulli, μέτρηση στατικής και ολικής πίεσης και παροχής. Θεώρημα ορμής και στροφορμής, εφαρμογές. Πραγματικές ροές: ιξώδες, εξισώσεις Navier-Stokes, αναλυτικές λύσεις. Oμοιότητα: αδιάστατοι αριθμοί, π-Θεώρημα του Buckingham. Στρωτή και τυρβώδης ροή: περιγραφή τυρβώδους ροής, φαινομενικές τάσεις, φαινομενολογική Θεωρία. Pοή σε κλειστά κανάλια: κατανομές ταχύτητας σε ευθύγραμμους σωλήνες, διάγραμμα Moody, περιοχή εισροής, πτώση πίεσης σε καμπύλους σωλήνες, διακλαδώσεις, βάννες, μετρητές παροχής και σε άλλα ρευστομηχανικά εξαρτήματα καθώς και ανάκτηση πίεσης σε διαχύτες. Eπίπεδες, μόνιμες και αστρόβιλες ροές ασυμπίεστου ρευστού: συνάρτηση δυναμικού, ροϊκή συνάρτηση, εξίσωση Laplace, στοιχειώδεις ροές, γραμμική επαλληλία στοιχειωδών ροών, υπολογισμός της άνωσης κυλίνδρου, σύγκριση Θεωρητικής και πραγματικής ροής. Πτέρυγες: εξήγηση της δημιουργίας της άνωσης, διαγράμματα, τριδιάστατη ροή. Oριακά στρώματα: εξισώσεις Prandtl, αποκόλληση του οριακού στρώματος, ολοκληρωτικά μεγέθη, οριακό στρώμα επίπεδης πλάκας, αντίσταση τριβής και αντίσταση μορφής. Συμπιεστά ρευστά: η ταχύτητα του ήχου, αριθμός Mach, ισεντροπική ροή, ακροφύσιο Laval, ροή σε σωλήνες.
Το μάθημα έχει ως βασικό στόχο τη σύνθεση των βασικών γνώσεων που έχει αποκτήσει ο φοιτητής στη Θερμοδυναμική, Μετάδοση Θερμότητας και Ρευστομηχανική σε συγκεκριμένες εφαρμογές που χρησιμοποιούνται ευρέως (Μηχανές Εσωτερικής Καύσης και Στροβιλομηχανές). Ιστορικά στοιχεία. Κατασκευαστική διαμόρφωση των ΜΕΚ. Θεωρητικός και πραγματικός κύκλος λειτουργίας – μέσες πιέσεις. Ισολογισμός ενέργειας και ενεργειακή συμπεριφορά των ΜΕΚ – βαθμοί απόδοσης (θεωρητικός, θεωρητικός ενδεικνύμενος, ενδεικνύμενος, μηχανικός, πραγματικός). Πλήρωση – βαθμός πλήρωσης.Eισαγωγή στις στροβιλομηχανές, τυπικές διατάξεις. ΄Εννοια της σχετικής ταχύτητας. Bαθμοί απόδοσης, αντίδραση. Mεταβολές φάσης στις στροβιλομηχανές, σπηλαίωση. Tυπικές χαρακτηριστικές, ομοιότητα, συνεργασία στροβιλομηχανών. Aδιάστατοι αριθμοί. Aξονικές στροβιλομηχανές. Aκτινικές στροβιλομηχανές.
Το μάθημα οφείλει να εισάγει τους φοιτητές στις μεθόδους και διατάξεις μέτρησης σε όλους τους τομείς ενασχόλησης του Μηχανικού, δηλαδή στη μηχανική, τη ρευστομηχανική και τη θερμοδυναμική. Επιπλέον θα αποτελεί μια εισαγωγή στη χρήση Η/Υ σε πειραματικές και μετρητικές διατάξεις, θα εξειδικεύει τις στατιστικές μεθόδους ανάλυσης και σχεδιασμού των πειραματικών μετρήσεων και θα αναφέρεται στους αισθητές και στις μεθόδους μέτρησης, που είναι εν πολλοίς κοινά σε όλες τις εφαρμογές. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη διεξαγωγή ενός τέτοιου μαθήματος και μάλιστα υποχρεωτικού είναι η δημιουργία μιας αίθουσας με βασικό εκπαιδευτικό / εργαστηριακό εξοπλισμό, όπου οι φοιτητές θα μπορούν να ασκούνται σε μικρές ομάδες στους αισθητές και στη λήψη και επεξεργασία των σημάτων τους. Το περιεχόμενο του μαθήματος προβλέπεται να είναι Εισαγωγικά περί μετρητικών συστημάτων: Γενικά λειτουργικά χαρακτηριστικά των μετρητικών οργάνων. Στατιστικές μέθοδοι ανάλυσης μετρήσεων: Ακρίβεια, αξιοπιστία, επαναληψιμότητα. Σφάλματα: συστηματικά και τυχαία. Συνδυασμός σφαλμάτων. Σχεδιασμός πειραμάτων. Στατιστική επεξεργασία μετρητικών δεδομένων. Κατανομές και προσδιορισμός σφάλματος. Μετάδοση του σφάλματος. Ενεργοί και παθητικοί μετατροπείς. Αναλογικοί και ψηφιακοί τρόποι λειτουργίας. Είσοδοι και έξοδοι μετρητικών συστημάτων. Στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά των μετρητικών οργάνων. Βαθμονόμηση. Γραμμικότητα, υστέρηση και διακριτότητα. Όργανα μηδενικής και πρώτης τάξης. Χειρισμός, λήψη, μετάδοση και αποθήκευση δεδομένων. Πειραματισμός με χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή Τεχνικές μέτρησης τάσης, επιτάχυνσης, θερμοκρασίας, θερμορροής, πίεσης και ταχύτητας ροής: Η μέτρηση θερμοκρασίας και θερμορροής. Θερμόμετρα υγρού σε γυαλί, διμεταλλικά, θερμόμετρα πίεσης. Θερμοστοιχεία. Θερμόμετρα αντίστασης. Θερμίστορς. Θερμόμετρα ακτινοβολίας. Πυρόμετρα. Προβλήματα μέτρησης της θερμοκρασίας σε ροές. Δυναμική απόκριση. Η μέτρηση πίεσης. Μανόμετρα (με βάρη, τύπου U, μικρομανόμετρα). Μηχανικά μανόμετρα (bourdon, μεμβράνης). Πιεζοκρύσταλλοι, μετρητές πίεσης ηλεκτρομαγνητικοί, μεταβαλλόμενης αντίστασης, χωρητικοί, ιδιοσυχνότητας, εντεταμένων στοιχείων. Η μέτρηση ταχύτητας. Χρήση σωλήνα Pitot, Pitot static. Υπολογισμοί όγκου ρευστού.
Λειτουργίες και οργάνωση της βιομηχανικής επιχείρησης. Οικονομική σκοπιμότητα παραγωγικής μονάδας. Επιστημονική θεμελίωση της διοικητικής πρακτικής. Εκλογή θέσης εργοστασίου: ανάλυση παραγόντων, μεθοδολογία. Σχεδίαση παραγωγής: επιλογή παραγωγικής διαδικασίας, αναγκαίος εξοπλισμός, χωροταξική διάταξη παραγωγής. Σχεδίαση διακίνησης υλικών: καθοριστικά και στοχαστικά συστήματα διακίνησης υλικών. Οργάνωση εργασίας: σχεδίαση μεθόδων εργασίας, στοιχεία εργονομίας, μέτρηση εργασίας. Σχεδίαση διοικητικής οργάνωσης: ανάλυση έργου, σύνθεση οργάνωσης, οργανογράμματα, σύγχρονες τάσεις οργάνωσης. Προγραμματισμός αναγκών σε υλικά: συστήματα έλξης και προώθησης. Σύγχρονες τάσεις: JIT, FMS. Σχεδίαση συνολικής παραγωγής: στατικά και δυναμικά πρότυπα, εναλλακτικές δυνατότητες με γραμμικές και μη γραμμικές σχέσεις κόστους, σχεδίαση παραγωγής, αποθεμάτων και ανθρώπινου δυναμικού.
Οικονομική ανάλυση για τη λήψη αποφάσεων σε τεχνολογικό και επιχειρησιακό περιβάλλον. Χρήση υπολογισμών επιτοκίων και συνεχούς ανατοκισμού για τη σύγκριση διαφορετικών επιλογών. Καθαρή παρούσα αξία. Επίδραση λογιστικών μεθόδων απόσβεσης, φορολογία. Εισαγωγή σε βασικές έννοιες λογιστικής και συστημάτων ανάλυσης και ελέγχου κόστους παραγωγής. Κοστολόγηση: δαπάνες, κέντρα κόστους, κόστος προϊόντων. Επενδύσεις και χρηματοδότηση στην επιχειρηματική δραστηριότητα. Σύνθεση κεφαλαίων και μορφές χρηματοδότησης. Χρηματιστηριακά κεφάλαια και ομόλογα. Εμπορευματικές και τραπεζικές πιστώσεις. Το Factoring. Το Leasing. Το Franchising. Ο ισολογισμός και τα αποτελέσματα χρήσεως: τα βασικά στοιχεία και οι αρχές καταχώρησής τους. Αριθμοδείκτες: οι βασικές κατηγορίες και οι επιδιεώξεις τους.
Οι γενικές έννοιες και τεχνικές της Επιχειρησιακής Έρευνας είναι αναγκαίες για να εμφυσήσουν στον μηχανικό τη σημασία της βελτιστοποίησης σε κάθε ενέργειά του (όχι μόνο σε θέματα οργάνωσης και διοίκησης) και της ορθολογιστικής αξιοποίησης των περιορισμένων διαθέσιμων πόρων. Το μάθημα αυτό αποσκοπεί στην εμπέδωση αναλυτικών τεχνικών βελτιστοποίησης και το περιεχόμενό του είναι Γενικές έννοιες μαθηματικών προτύπων, μεταβλητών, παραμέτρων αντικειμενικών συναρτήσεων, περιορισμών. Γραμμικός προγραμματισμός: στοιχεία από τη θεωρία του γραμμικού προγραμματισμού, μέθοδος Simplex, αναθεωρημένη μέθοδος Simplex, δυϊκή θεωρία, δυϊκή μέθοδος Simplex και ανάλυση ευαισθησίας. Πρότυπο μεταφοράς. Eφαρμογές γραμμικού προγραμματισμού με χρήση προγραμμάτων H/Y. Aκέραιος προγραμματισμός. Mη Γραμμικός Προγραμματισμός. Bασικές ιδιότητες των βέλτιστων λύσεων. Kλασικές μέθοδοι επίλυσης του πρότυπου μη γραμμικού προγραμματισμού χωρίς περιορισμούς και με περιορισμούς. Eφαρμογές μη γραμμικού προγραμματισμού.
Ενεργειακοί πόροι και αποθέματα: ορισμοί. Εισαγωγή στους υδρογονάνθρακες. Παγκόσμια αποθέματα και γεωπολιτικές συνθήκες. Ανθρακας: χαρακτηριστικά και κατηγορίες ανθράκων, εξόρυξη, επεξεργασία και χρήσεις. Πετρέλαιο: χαρακτηριστικά και κατηγορίες πετρελαίων, άντληση, μεταφορά και διύλιση. Φυσικό αέριο: χαρακτηριστικά και κατηγορίες φυσικού αερίου, επεξεργασία, μεταφοράκαι διανομή. Πυρηνική ενέργεια: Φυσικές αρχές, μέθοδοι αξιοποίησης, τεχνική αντιδραστήρων, πυρηνικά απόβλητα. Προβλήματα ασφάλειας.
Εισαγωγή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ορισμοί και βασικά μεγέθη. Ηλιακή ενέργεια, αιολική ενέργεια, υδραυλική ενέργεια, βιομάζα, γεωθερμία, ενέργεια των θαλασσών. Συστήματα αξιοποίησης και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: βασικές αρχές. Εθνικό και ευρωπαϊκό πλαίσιο στήριξης των ΑΠΕ. Η Λευκή Βίβλος και οι επιπτώσεις της στην προώθηση των ΑΠΕ.
Εισαγωγή στα δίκτυα μεταφοράς ενέργειας: η τεχνική, η νομική και η πολιτική διάσταση του αντικειμένου. Δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας: περιφερειακά, εθνικά και διεθνή δίκτυα.Βασικές αρχές υπολογισμού δικτύων, τεχνικά χαρακτηριστικά.Δίκτυα μεταφοράς φυσικού αερίου. Δϊκτυα μεταφοράς πετρελαίου. Χερσαία συστήματα μεταφοράς, δίκτυα αγωγών και δίκτυα διανομής. Θαλάσσιες μεταφορές ενεργειακών πόρων. Υπολογισμός δικτύων, τεχνικά χαρακτηριστικά.
Εισαγωγή στην έννοια του βαθμού ενεργειακής απόδοσης και του ενεργειακού ισοζυγίου. Ενέργεια, απώλειες και εξέργεια. Συσχετισμός του ωφέλιμου έργου σε σχέση με το επιλεγόμενο ενεργειακό σύστημα και τους αντίστοιχα χρησιμοποιούμενους πόρους. Διαστασιολόγηση ενεργειακών συστημάτων με βάση τα φορτία βάσης και αιχμής. Κεντρικά και αποκεντρωμένα ενεργειακά συστήματα.
Εισαγωγή στην έννοια των συστημάτων διανομής μορφών τελικής ενέργειας από την παραγωγή στην τελική κατανάλωση: Τεχνική, οικονομική και περιβαλλοντική διάσταση του προβλήματος. Μονοπωλιακό και απελευθερωμένο περιβάλλον διανομής ενέργειας. Το σύστημα διανομής και διάθεσης ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστημα διάνομής και διάθεσης υγρών καυσίμων. Το σύστημα διανομής και διάθεσης φυσικού αερίου.
Σκοπός του μαθήματος είναι η παρουσίαση των επιπτώσεων στο περιβάλλον των διαφόρων ανθρώπινων ασχολιών και ιδιαίτερα τα αίτια, η φαινομενολογία, οι τάσεις και οι τεχνολογικές δυνατότητες αντιμετώπισης περιβαλλοντικών προβλημάτων (ατμοσφαιρική ρύπανση, ρύπανση επιφανειακών και υπογείων υδάτων, ρύπανση εδάφους, στερεά απόβλητα, ηχορρύπανση). Θα αναπτυχθούν επίσης θέματα που έχουν σχέση με την οικονομία περιβάλλοντος, την περιβαλλοντική διαχείριση και την αποτίμηση και τη διαχείριση της επικινδυνότητας. Εισαγωγή: περιβάλλον, ιστορία της γης, ισοζύγιο ενέργειας της γης, προστασία και διεργασίες. Προστασία υδάτινου περιβάλλοντος: ύδρευση και αποχέτευση, είδη ρύπων, μέθοδοι και όργανα, τεχνολογία καθαρισμού αποβλήτων, επεξεργασία λυμάτων, επιμέρους διεργασίες (καθίζηση, βιολογικός καθαρισμός, επεξεργασία ιλύος). Οικονομία περιβάλλοντος. Περιβαλλοντική διαχείριση. Αποτίμηση και διαχείριση της επικινδυνότητας. Ρύπανση αέρα: φύση των ρύπων, καθορισμός αερίων αποβλήτων. Ρύπανση από μηχανές εσωτερικής καύσης: είδη ρύπων, όρια εκπομπών καυσαερίων. Στερεά απόβλητα: συλλογή, μεταφορά, απόδοση, καύση.
Ο πρώτος κύκλος σπουδών περιλαμβάνει επιπλέον τη Σπουδαστική Εργασία Ι που αξιολογείται ως pass/fail.
Ο δεύτερος κύκλος σπουδών περιλαμβάνει τα ακόλουθα μαθήματα
Το μάθημα αυτό αποτελεί την εισαγωγή στα συστήματα αξιοποίησης των ορυκτών πόρων. Παρουσιάζονται οι κυριότερες κατηγορίες ενεργειακών συστημάτων και οι δυνατότητες εφαρμογής τους. Εστίες καύσης άνθρακα. Καυστήρες και λέβητες πετρελαίου και αερίου. Μηχανές εσωτερικής καύσης. Στροβιλοκινητήρες. Πυρηνικοί αντιδραστήρες. Χαρακτηριστικά λειτουργίας, ισχύος, απόδοσης, διάρκειας ζωής. Εφαρμογές για την παραγωγή τελικής ενέργειας, απαιτήσεις σε ενεργειακούς πόρους, περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Αρχές επιλογής συστημάτων ανάλογα με τις απαιτήσεις και τους διαθέσιμους ενεργειακούς και οικονομικούς πόρους.
Στόχος του μαθήματος είναι η εξοικίωση του φοιτητή με τις βασικές έννοιες της λειτουργίας και του σχεδιασμού ηλεκτρικών δικτύων. Η ύλη του μαθήματος είναι: Εναέριες γραμμές και καλώδια: κατασκευαστικά στοιχεία και εγκατάσταση. Ωμική αντίσταση, επαγωγική και χωρητική αντίδραση εναέριων γραμμών και καλωδίων. Πτώση τάσης, μεταφορά ισχύος και απώλειες σε γραμμές μεταφοράς. Άεργος ισχύς και αντιστάθμιση. Δίκτυα μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας: κατασκευαστικά στοιχεία, λειτουργία, σχεδιασμός. Διεθνείς διασυνδέσεις. Ο ρόλος των ηλεκτρικών δικτύων στην ελεύθερη αγορά ηλεκτρικής ενέργειας. Πρόσβαση παραγωγών και καταναλωτών στα δίκτυα μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Διαχείριση δικτύων και παροχή επικουρικών υπηρεσιών. Τιμολόγηση μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
Ιδανικά και μη μίγματα. Μερικές γραμμομοριακές ιδιότητες. Θερμοδυναμική ταξινόμηση μιγμάτων. Αραιά διαλύματα. Ενεργότητα. Συντελεστής ενεργότητας. Μέθοδοι προσδιορισμού συντελεστών ενεργότητας απείρως αραιών διαλυμάτων. Εξισώσεις υπέρβασης ελεύθερης ενθαλπίας. Ανάμιξη δύο μιγμάτων. Θερμότητα ατμοποιήσεως μίγματος. Ισενθαλπικός στραγγαλισμός μίγματος. Καταστατική εξίσωση αμοιβαίων δράσεων αερίων μιγμάτων. Αζεστροπικά μίγματα. Κανονικά διαλύματα. Απορρόφηση αερίων. Πύργοι απορροφήσεως. Μέθοδοι διαχωρισμού διμερών μιγμάτων. Μονάδες ενισχύσεως, εξαντλήσεως. Μέθοδοι McCabe-Thiele και Ponchon. Στήλες διακοπτόμενης λειτουργίας. Πλήρως και μερικώς αναμίξιμα υγρά μίγματα. Ισορροπία υγρής/στερεής φάσεως διμερούς μίγματος. Ψυχρομετρία.
Προκαταρκτικές γνώσεις. Χρονική εξέλιξη Ατμοπαραγωγού. Χαρακτηριστικά κριτήρια. Ταξινόμηση σύγχρονων Ατμοπαραγωγών Φυσικής, Τεχνιτής κυκλοφορίας, Εξαναγκασμένης ροής. Ροή ενέργειας. Απώλειες. Βαθμός απόδοσης Ατμοπαραγωγού. Καύση. Χαρακτηριστικές θερμοκρασίες. Στοιχειομετρική καύση. Λόγος αέρα. Ταυτόχρονη καύση περισσότερων καυσίμων. Ατελής καύση. Φυσικοχημική σύσταση καυσίμων. Τέφρα. Ρύπανση επιφανειών. Εστίες. Καύση κονιοποιημένου γαιάνθρακα. Καύση σε εσχάρες. Ξήρανση και κονιοποίηση στερεών καυσίμων. Καυστήρες στερών, υγρών, αερίων καυσίμων. Χαρακτηριστικά υπολογιστικά μεγέθη. Εργαστηριακές ασκήσεις με αντικείμενο την εμπέδωση γνώσεων στην γεωμετρία της φλόγας, τις εκπομπές Ατμοπαραγωγών και τους θερμοτεχνικούς υπολογισμούς.
Βασικές εξισώσεις ροής σε στροβιλομηχανές. Αεροδυναμική μελέτη σε αξονικούς και γυγοκεντρικούς συμπιεστές. Αεροδυναμική μελέτη σε αξονικούς και φυγοκεντρικούς στροβίλους. Τρισδιάστατα φαινόμενα ροής. Κατασκευαστικά στοιχεία. Υπολογισμός δυνάμεων και ευστάθειας της λειτουργίας της στροβιλομηχανής. Μελέτη της αλληλεπίδρασης σταθερών και κινητών μερών σε στροβιλομηχανές.
Ενεργειακή συμπεριφορά των μηχανών εσωτερικής καύσης. Θεωρητικός προσαρμοσμένος, πραγματικός κύκλος. Μέσες πιέσεις και βαθμοί απόδοσης των παραπάνω κύκλων. Βαθμός ποιότητας. Μηχανικός βαθμός απόδοσης. Ισολογισμός ενέργειας. Υπερπλήρωση. Διανομή, σχηματισμός μίγματος, έναυση, κάυση, ταχύτητα καύσης στις ΜΕΚ. Ρύπανση από τις ΜΕΚ, αντιρρύπανση. Ανάλυση δυναμοδεικτικού διαγράμματος των ΜΕΚ. Τεχνική της ρυθμίσεως, χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας των ΜΕΚ και διαφόρων φορτίων. Λειτουργία σε μιερικά φορτία. Εμβάθυνση στη μελέτη του πραγματικού κύκλου εμβολοφόρων κινητήρων. Πειραματική τεχνική προσδιορισμού χαρακτηριστικών μεγεθών του. Ελεγχος. Ροή θερμότητας. Βασικά φαινόμενα και κριτήρια. Συστήματα ψύξεως. Ροή αερίων. Μηχανισμοί εναλλαγής των αερίων. Συστήματα αποπλύσεως και υπερπληρώσεως.
Θέρμανση: Μετεωρολογικά και φυσιολογικά δεδομένα – ήλιος, κλίμα, άνεμος, άνεση, κλπ. Θερμομόνωση – μονωτικά υλικά, συμπεριφορά ως προς την υγρασία, κανονισμός. Θερμικά φορτία κτιρίων – υπολογισμός των θερμικών αναγκών σύμφωνα με τους κανονισμούς ή και με προσεγγιστικές μεθόδους. Θερμαντικά σώματα – υπολογισμός και τοποθέτηση διαφόρων ειδών θερμαντικών σωμάτων. Λέβητες – επιλογή λέβητα για θέρμανση. Σωληνώσεις – υπολογισμός δικτύου σωληνώσεων σε θέρμανση δισωλήνεια, μονοσωλήνεια, υποδαπέδιο κλπ.Ειδικά συστήματα θέρμανσης: Θερμοαντλία, ηλιακή θέρμανση. Δυναμική συμπεριφορά κτιρίων: επίδραση των διαφόρων παραγόντων στη θέρμανση κτιρίων, ρύθμιση και ρυθμιστικά όργανα. Παθητικά συστήματα θέρμανσης. Ψύξη: Εισαγωγή, φυσικές αρχές παραγωγής ψύξης. Ψυκτικά μίγματα, χρησιμοποίησή τους στην πράξη. Κυκλικές λειτουργίες, βασικές κυκλικές λειτουργίες για την παραγωγή ψύξης. Ψυκτικές μονάδες συμπιεστή, σχεδιασμός των συνήθων ψυκτικών μονάδων. Αλλες ψυκτικές μονάδες, ακροφύσιου, απορρόφησης κ.α. Ψυκτικοί χώροι, σχεδιασμός ψυκτικών χώρων και συντήρηση τροφίμων. Ψυκτικά μέσα: ιδιότητες των ψυκτικών μέσων. Συσκευές ψύξης: σχεδιασμός και ακτασκευή των επιμέρους συσκευών και μηχανών καθώς και σωληνώσεων. Ψυκτικές μηχανές κύκλου αερίου: ισεντροπική εκτόνωση, κύκλος Stirling. Ψυκτικές μονάδες ανοικτού κύκλου: φαινόμενο Joule – Thompson, υγροποίηση αερίων κατά Linde, Claude, παραγωγή υγρού αέρα και οξυγόνου. Κλιματισμός: Βασικές έννοιες: άνθρωπος και ευεξία, μονάδα κλιματισμού. Εγκαταστάσεις κλιματισμού: διάφοροι τύποι, κλπ. Υπολογισμός ψυκτικού φορτίου. Αρχές ψυχρομετρίας: υπολογισμός κλιματισμού. Συσκευές κλιματισμού. Σύστημα διανομής αέρα.
Μεταφορά με διάχυση. Νόμοι Newton, Fourier, Fick. Μεταφορά με μοριακή κίνηση και στρωτή ή τυρβώδη ροή. Γενικές εξισώσεις διατήρησης.Περιοδικά και απεριοδικά (Μεταβατικά) φαινόμενα μεταφοράς. Εισαγωγή στην μετεωρολογία. Ανύψωση πλουμίου και επιδράσεις κτιρίων. Μοντέλα Gauss διασποράς ρύπων από συνεχείς και στιγμιαίες πηγές και εφαρμογή των στη διασπορά ρύπων από καπνοδόχους. Μοντέλα βαθμιδωτής διασποράς ρύπων και εφαρμογή των στην εκτίμηση διασποράς ρύπων σε πόλεις. Μοντέλο διασποράς πλουμίου πύργων ψύξης. Ατμοσφαιρική ακτινιβολία. Ευστάθεια της ατμόσφαιρας. Χημικές αντιδράσεις κατα τη μεταφορά ρύπων.
Το μάθημα αυτό παρουσιάζει τις βασικές αρχές μεθοδολογικής προσέγγισης της διαχείρισης και της εξοικονόμησης ενέργειας. Εξετάζονται οι παράγοντες που προσδιορίζουν την επιλογή του ενεργειακού συστήματος ώστε να επιτυγχάνεται η ορθολογικότερη χρήση ενέργειας. Προσδιορισμός των χαρακτηριστικών των απαιτούμενων φορτίων: ημερήσια, εποχιακή και ετήσια κατανομή φορτίων. Συνεχής, περιοδική και διακοπτόμενη απαίτηση. Χαρακτηριστικά λειτουργίας ενεργειακών συστημάτων: κάλυψη φορτίων βάσης και αιχμής, ταχύτητα απόκρισης, λειτουργία υπό συνθήκες μερικού φορτίου. Επιλογή και διαστασιολόγηση ενεργειακών συστημάτων ανάλογα με τα απαιτούμενα φορτία. Επιλογή της μορφής ενέργειας που θα χρησιμοποιηθεί ανάλογα με λειτουργικούς, οικονομικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες. Προσαρμογή της λειτουργίας του συστήματος στις απαιτήσεις: Βελτίωση του βαθμού απόδοσης των συστημάτων με την καλύτερη απόκριση στις απαιτήσεις. Βελτίωση του βαθμού απόδοσης των συστημάτων με τη μείωση των φορτίων αιχμής και τη συνολική εξομάλυνση της κατανομής της κατανάλωσης.
Εξάτμιση σε πύργους ψύξης. Μεταφορά μάζας και θερμότητας σε μείγματα υδρατμών/αέρα. Τύποι πύργων, κατασκευαστικά στοιχεία. Συμπύκνωση, τύποι συμπυκνωτήρων, κατασκευαστικά στοιχεία. Εξάρτμιση σε ξηραντήρες. Καμπύλες ξήρανσης. Μηχανισμοί ξήρανσης. Τύποι ξηραντήρων. Απορρόφηση. Εκρόφηση. Απορρόφηση – εκρόφηση με μεταφορά μάζας μιας συνιστώσας και πολλών συνιστωσών. Διεργασίες σε πύργους με δίσκους και σε πύργους με πληρωτικά υλικά. Ενίσχυση. Συστήματα δύο συνιστωσών: μέθοδος Ponchon – Savarit. Μέθοδος McCabe-Thiele. Συστήματα πολλών συνιστωσών: Υπολογισμοί Lewis-Matheson. Μέθοδος Thiele-Ceddes. Εκχύλιση. Εκχύλιση μιας βαθμίδας, συσκευές. Εκχύλιση πολλών βαθμίδων, συσκευές. Συνεχής εκχύλιση. Κλασματική εκχύλιση.
Εθνικό θεσμικό πλαίσιο παραγωγής, μεταφοράς και διάθεσης ενέργειας. Πρόσβαση παραγωγού σε δίκτυα μεταφοράς και σε καταναλωτές. Επιλέγοντες και επιλέξιμοι καταναλωτές. Ευρωπαϊκό και διεθνές θεσμικό πλαίσιο παραγωγής και διασυνοριακής διάθεσης ενέργειας. Θεσμικά μέσα προώθησης πολιτικών ορθολογικής χρήσης ενέργειας. Πολιτική κινήτρων και ποινών για την υλοποίηση ενεργειακής πολιτικής.
Το μάθημα καλύπτει τα θέματα σχεδιασμού και ανάλυσης παραγωγικών επενδύσεων καθώς και αξιολόγησης της σκοπιμότητας και βιωσιμότητάς τους, με ιδιωτικοοικονομικά κριτήρια και υπό το πρίσμα της εθνικής οικονομίας. Εξετάζονται ακόμη το ισχύον εθνικό και ευρωπαϊκό θεσμικό πλαίσιο για την κλαδική και περιφερειακή στήριξη παραγωγικών επενδύσεων. Η παραγωγική μονάδα. Ανάλυση οικονομικής σκοπιμότητας παραγωγικής μονάδας: σχεδίαση επένδυσης, εκτίμηση αρχικού κόστους, εκτίμηση δαπανών και εσόδων, διαμόρφωση χρηματορροής. Μέθοδοι αξιολόγησης επενδύσεων: μέθοδος παρούσας αξίας, εσωτερικού επιτοκίου απόδοσης, ανάλυση κόστους-ωφέλειας κλπ. Εθνικό και ευρωπαϊκό θεσμικό πλαίσιο ενίσχυσης επενδύσεων. Επενδυτικά κίνητρα του Ν 2061/98: περιεχόμενο, διαδικασία υπαγωγής, τεχνικοοικονομική μελέτη. Αξιολόγηση μελέτης. Συμβολή των κινήτρων στη βιωσιμότητα μιας βιομηχανίας. Εφαρμογές.
Εισαγωγή στη Δυναμική Συστημάτων: βασικές έννοιες, σκοπός. Δομή και συμπεριφορά συστημάτων: ανοικτά-κλειστά συστήματα, θετική-αρνητική ανάδραση, καταστατικές μεταβλητές-ρυθμοί. Απεικόνιση συστημάτων: διαγράμματα επιρροής. Μαθηματικά πρότυπα: κατηγορίες εξισώσεων (καταστατικές εξισώσεις, εξισώσεις ροών, εξισώσεις που περιγράφουν βοηθητικές μεταβλητές, σταθερές, αρχικές συνθήκες), βασικές αρχές και κανόνες διαμόρφωσης μαθηματικών προτύπων. Επίλυση μαθηματικών προτύπων: προσομοιωτική επίλυση, ειδικές προσομοιωτικές γλώσσες, ειδική γλώσσα προγραμματισμού DYSMAP. Ελεγχος εγκυρότητας.
Εκτίμηση δεδομένων, προβλέψεις και εκτίμηση κινδύνου. Τεχνικές λήψης αποφάσεων. Διαμόρφωση σεναρίων αποτίμησης μελλοντικών εξελίξεων. Δέντρα αποφάσεων και υπό συνθήκη πιθανότητες. Επιχειρηματικά παίγνια. Διαχείριση κρίσεων.
Θεωρία Αξιοπιστίας: Βασικές έννοιες, συνήθεις συναρτήσεις αξιοπιστίας (εκθετική κατανομή, κατανομή Γ, κατανομή Weibull, κανονική κατανομή), αξιοπιστία συστημάτων, εκτίμηση αξιοπιστίας. Οικονομική πολιτική συντήρησης: Συντελεστής συντήρησης, οικονομικές συνέπειες χρόνου ακινησίας, οικονομική συντήρηση. Καθοριστικές πολιτικές αντικατάστασης: γενική θεωρία αντικατάστασης, αντικατάσταση μηχανημάτων. Στοχαστικές πολιτικές αντικατάστασης: προληπτική αντικατάσταση, ομαδική προληπτική αντικατάσταση. Χρήση προσομοίωσης στη συντήρηση και αντικατάσταση.
Ο Δεύτερος κύκλος σπουδών περιλαμβάνει επιπλέον τη Σπουδαστική Εργασία ΙΙ που αξιολογείται ως pass/fail
Ο τρίτος κύκλος σπουδών περιλαμβάνει τα ακόλουθα μαθήματα
Το μάθημα παρουσιάζει τη βασική μεθοδολογία επίλυσης δυναμικών συστημάτων με γραμμικά χαρακτηριστικά και εισάγει στην μελέτη, αξιολόγηση και έλεγχο των κυριοτέρων φαινομένων που παρατηρούνται σε μηχανικές διατάξεις. Η ύλη που προβλέπεται να καλυφθεί αναφέρεται στα ακόλουθα Γραμμικός ταλαντωτής ενός βαθμού ελευθερίας (ελεύθερη και εξαναγκασμένη ταλάντωση με ή χωρίς απόσβεση, συντονισμός). Tαλάντωση διακριτών μοντέλων με πολλούς βαθμούς ελευθερίας (μοντελοποίηση, κατάστρωση εξισώσεων κίνησης και επίλυσή τους με τη μέθοδο αναλύσεως ιδιομορφών). Αξονικές, στρεπτικές και καμπτικές ταλαντώσεις μονοδιάστατων συνεχών φορέων. Πεπερασμένα στοιχεία στη δυναμική κατασκευών. Eφαρμογές: Mέτρηση και αξιολόγηση ταλαντώσεων, Aπόσβεση ταλαντώσεων, Δυναμικός υπολογισμός θεμελιώσεων μηχανών, Επίδραση εσωτερικής απόσβεσης και τριβών, Ζυγοστάθμιση, Eξισορρόπηση μαζών και δυναμική απόκριση μηχανισμών με στερεά και παραμορφώσιμα μέλη.
Στοιχεία διαμόρφωσης θερμαινόμενων επιφανειών. Υπολογισμός θαλάμου καύσης. Προσδιορισμός πραγματικής θερμοκρασίας καύσης. Διαστάσεις φλόγας. Πυκνότητα ροής θερμότητας. Θερμοτεχνικοί υπολογισμοί. Μετάδοση θερμότητας. Ακτινοβολία. Υπολογισμός θερμοκρασίας τοιχωμάτων αγωγών. Θερμικές τάσεις. Μόνιμο φαινόμενο. Φαινομενικά μεταβατικά φαινόμενα. Κύρια βοηθητικά τμήματα ατμοπαραγωγού. Σύστημα ατμοποίησης. Υπερθερμαντήρες. Οικονομητήρες. Αναθερμαντής. Προθερμαντής αέρα. Ηλεκτροστατικά φίλτρα. Ρύπανση επιφανειών. Στοιχεία υπολογισμού αντοχής. Κυκλοφορία. Απώλειες πίεσης. Μονοφασική, διφασική ροή. Λειτουργική σύγκριση ατμοπαραγωγών φυσικής, τεχνητής κυκλοφορίας. Εξαναγκασμένης ροής. Επεξεργασία νερού. Εκπομπές καυσαερίων, τέφρας. Διεργασίες καύσης. Δυνατότητες πειραματικής, υπολογιστικής εξέτασης διεργασιών καύσης. Εργαστηριακές ασκήσεις.
Επιφανειακή και υπόγεια εξόρυξη άνθρακα. Απαιτούμενα μέσα εξόρυξης και μεταφοράς σε μικρή απόσταση. Διεργασίες καθαρισμού, προετοιμασίας, εμπλουτισμού και αποθήκευσης του εξορυσσόμενου άνθρακα. Διεργασίες καύσης σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.
Σκοπός του μαθήματος είναι να δώσει τις βασικές αρχές που διέπουν τη ροή ρευστών κάτω από συνθήκες αλλαγής φάσης π.χ νερό / ατμός σε ατμοπαραγωγούς η τη ροή υγρών με παράλληλη παρουσία φυσαλλίδων ή στερεων όπως σε συστήματα πνευματικής μεταφοράς συστήματα μεταφοράς άνθρακα με σωλήνες καθώς και τις διαδικασίες διαχωρισμού φάσεων. Το περιεχόμενο του μαθήματος προβλέπεται να είναι Βασικές εξισώσεις πολυφασiκής ροής. Αδιάστατοι αριθμοί, Επίδραση ιξώδους, Void fraction. Ολοκληρωτική και διαφορική προσέγγιση του φαινομένου. Βρασμός υπολογισμοί σημείου ατμοποίησης, συσχετήσεις. Μηχανική των σωματιδίων: σωματίδια, διάμετροι, συναρτήσεις κατανομών, βαθμός απόδοσης διαχωρισμού, διεργασίες διαχωρισμού, ρευστοποίηση (Fluid Bed), κεντρόφυγες κυκλώνια, διαχωριστήρες αδράνειας, φίλτρα. Διαχωριστήρες σταγονιδίων νερού: πύργοι καταιωνισμού, Venturi, ηλεκτροστατικά φίλτρα. Διϋθιση: φίλτρα άμμοι,, πρέσσας, περιστρεφόμενα, θεωρία των φίλτρων. Παραγωγή σωματιδίων: κοκκομετρική ανάλυση.
Διαχείριση προβλημάτων αποβλήτων σε σταθμούς εξόρυξης και μεταφόρτωσης άνθρακα και άντλησης πετρελαίου. Διαχείριση υγρών αποβλήτων θερμοηλεκτρικών σταθμών παραγωγής ενέργειας: αντιμετώπιση διαρροών πετρελαίου, χημικής και θερμικής ρύπανσης των υδάτων καθώς και εναπόθεσης στο έδαφος βοηθητικών χημικών υλών. Προβλήματα ρύπανσης και μόλυνσης του υδροφόρου ορίζοντα. Διαχείριση αποβλήτων πυρηνικών σταθμών. Διαχείριση αέριων ρύπων σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις από θερμικές εγκαταστάσεις. Εκπομές από τις θερμικές μηχανές και τις απαραίτητες προδιαγραφές εκπομπών. Μηχανισμοί σχηματισμού των κυριότερων ρύπων (αερίων και στερών σωματιδίων) και οι δυνατότητες δέσμευσής τους. Τεχνολογικές μέθοδοι και συστήματα που χρησιμοποιούνται για τη μείωση των εκπομπών καθώς και οι τεχνικές μέτρησης των ρυπαντών. Τεχνολογίες καθαρισμού των αερίων καύσης, κατακράτηση τέφρας, αποθείωση κλπ. Συσκευές αντιρύπανσης, όπως ηλεκτροστατικά φίλτρα, σακκόφιλτρα, κυκλώνες.
Εισαγωγή. Καύσιμα. Ταξινόμηση φιανομένων (προσαγωγή καυσίμου, χημική κινητική και γεωμετρία της φλόγας). Εναυση. Στοιχειομετρία. Βασικοί νόμοι μεταφοράς ορμής, μάζας, ενέργειας. Εισαγωγή στην μεταφορά μάζας. Εξάτμιση σταγόνας σε ισοθερμοκρασιακό και μη-ισοθερμοκρασιακό περιβάλλον. Μοντέλο καύσης μεμονοωμένης σταγόνας. Εισαγωγή στο σύστημα απλών χημικών αντιδράσεων. Στρωτές φλόγες διάχυσης. Τυρβώδεις φλόγες διάχυσης. Εισαγωγή στην χημική κινητική. Καύση στερεών καυσίμων. Εκπομπές από καύση.
Τεχνολογικοί και οικονομικοί παράγοντες επιλογής ενεργειακών πόρων και συστημάτων. Αξιολόγηση εναλλακτικών δυνατοτήτων. Μεθοδολογίες βελτιστοποίησης των αποφάσων. Πολιτικοί, περιβαλλοντικοί και κοινωνικοί παράγοντες που υπεισέρχονται στη λήψη αποφάσεων για τη διαχείριση συστημάτων παραγωγής ενέργειας. Στοιχεία εξωτερικού κόστους.
Συμβολισμοί. Εξοικείωση του σπουδαστή με τη μορφολογία, τη λειτουργία και την αεροθερμοδυναμική των θερμικών στροβιλομηχανών. Βασικές εξισώσεις, μονοδιάστατη θεωρία της ροής μέσα στις στροβιλομηχανές. Συμπιεστής και ο στρόβιλος, ανάλυση και υπολογισμός της λειτουργίας των. Ανάλυση λειτουργίας μονοβάθμιων και πολυβάθμιων συμπιεστών και στροβίλων. Κύκλοι και κυκλώματα του ατμού. (Θερμικός κύκλος των ατμοηλεκτρικών εργοστασίων, παραγωγής ισχύος. Εξέλιξη του θερμικού κύκλου ατμοηλεκτρικών εργοστασίων. Μηχανήματα του θερμικού κυκλώματος των ατμοηλεκτρικών εργοστασίων. Θερμικός ισολογισμός ατμοηλεκτρικού εργοστασίου παραγωγής ισχύος. Συνδυασμός παραγωγής ισχύος και θερμότητας). Μηχανήματα των κυκλωμάτων παραγωγής ισχύος ή ισχύος και θερμότητας. (Δεξαμενές νερού τροφοδότηση. Απαεριωτές. Ατμοποιητές. Προθερμαντήρες νερού. Αποτεμιευτές της θερμότητας. Ψυγεία.) Κυκλώματα βιομηχανικής θέρμανσης. (Κυκλώματα παραγωγής ατμού χαμηλής πίεσης. Κυκλώματα καυσίμου, νερού, ατμού και συμπυκνωμάτων). Σωληνώσεις θερμικών δικτύων. (σωλήνες. Συνδέσεις σωλήνων. Διαστολές και παραλαβή τους. Μονώσεις σωλήνων. Ατμοπαγίδες). Οργανα ασφαλείας. Διάφορα άλλα όργανα. Υπολογισμός σωληνώσεων ατμού.
Χωροθέτηση αντλιοστασίων και σταθμών συμπίεσης. Βασικές υποδομές και έργα Πολιτικού Μηχανικού. Μη μόνιμα υδραυλικά φαινόμενα. Θεωρία της συμπαγούς στήλης. Εξισώσεις του υδραυλικού πλήγματος. Ταχύτητα της διαταραχής. Μέθοδος των χαρακτηριστικών και επίλυση των εξισώσεων με μέθοδο πεπερασμένων διαφορών και την γραφική μέθοδο. Πλήρης διερεύνηση του φαινομένου σε αγωγό και υδροδυναμική εγκατάσταση. Μέθοδοι αντιπληγματικής προστασίας. Βασικό πρόγραμμα επίλυσης σε Η/Υ. Αντλητικές εγκαταστάσεις : σωληνώσεις, εξαρτήματα, όργανα ρύθμισης και διακοπής, γενική διάταξη αντλιοστασίου, αισθητήρια, μέθοδοι ρύθμισης της παροχής και τύποι αυτοματισμού, διαμόρφωση της αναρρόφησης, θόρυβος, αύξηση θερμοκρασίας, διαδικασία εκκίνησης. Σταθμοί συμπίεσης εξαρτήματα, όργανα ρύθμισης και διακοπής, γενική διάταξη σταθμού συμπίεσης, αισθητήρια, μέθοδοι ρύθμισης της παροχής και τύποι αυτοματισμού.
Φυσικοχημικές ιδιότητες των διαφόρων ενεργειακών πόρων, άνθρακας, υδρογονάνθρακες κλπ και πώς επηρεάζονται οι διάφορες παράμετροι σε σχέση με τη μεταφορά ή τη χρήση του κάθε υλικού. Τεχνολογία καθαρισμού, αποθείωσης κλπ του αργού πετρελαίου, στις σχέσεις θερμοκρασίας ιξώδους και στους τρόπους επεξεργασίας για μεταφορά του. Τεχνολογίες καθαρισμού φυσικού αερίου και προετοιμασία των δικτύων για να δεχθούν το αέριο.
Δίκτυα μεταφοράς πετρελαίου: επιλογή βέλτιστων διαδρομών, σχεδιασμός, διαστασιολόγηση, έλεγχος κατά τη λειτουργία, παράμετροι ασφαλείας και περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Δίκτυα μεταφοράς φυσικού αερίου: επιλογή βέλτιστων διαδρομών, σχεδιασμός, διαστασιολόγηση, έλεγχος κατά τη λειτουργία, παράμετροι ασφαλείας και περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Μεταφορά άνθρακα μεσω κλειστών αγωγών: επιλογή βέλτιστων διαδρομών, σχεδιασμός, διαστασιολόγηση, έλεγχος κατά τη λειτουργία, παράμετροι ασφαλείας και περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Εναλλακτικές και συμπληρωματικές επιλογές σε σχέση με άλλες δυνατότητες μεταφοράς.
Χερσαίες μεταφορές: Μέσα σταθερής τροχιάς για τη μεταφορά άνθρακα και πετρελαίου. Απαιτούμενη υποδομή και βελτιστοποίηση επιλογών.Υποδομές και εργα Πολιτικού Μηχανικού. Ταινιόδρομοι μεταφοράς άνθρακα. Οδικη μεταφορά άνθρακα. Δυνατότητες και περιορισμοί, κόστος και κανόνες ασφαλείας. Θαλάσσια μεταφορά άνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου: απαιτήσεις στα μέσα μεταφοράς και στους σταθμούς μεταφόρτωσης: Δυνατότητες και περιορισμοί, κόστος και κανόνες ασφαλείας. Εφαρμογές συνδυασμένων λύσεων για την κάλυψη συγκεκριμένων αναγκών.
Αυτοματισμοί για τον έλεγχο ενεργειακών συστημάτων. Αισθητήρια και μηχανισμοί ελέγχου. «Εξυπνα» συστήματα ελέγχου της ενεργειακής συμπεριφοράς παραγωγικων διαδικασιών και κτιρίων. Εφαρμογές εξειδικευμένου hardware (PLCs) και λογισμικού. Εξ αποστάσεως παρακολούθηση και έλεγχος της λειτουργίας ενεργειακών συστημάτων. Ασύρματη μεταφορά πληροφοριών.
Χάρτης ενέργειας (ECT). Προυποθέσεις για την δημιουργία δικτύων μεταφοράς ενέργειας. Απελευθέρωση της μεταφοράς, Κοινοτικό δίκτυο. Πρόσβαση τρίτων σε συστήματα μεταφοράς. Συμβόλαια μεταφοράς. Συμφωνίες Take or pay.
Διαχείριση συστημάτων μεταφοράς και διανομής πετρελαίου: αγωγοί, θαλάσσια και χερσαία μέσα. Αρχές σχεδιασμού, διαστασιολόγησης και διαχείρισης των συστημάτων. Δυνατότητες αποθήκευσης. Διαχείριση συστημάτων μεταφοράς και διανομής φυσικού αερίου: αγωγοί και θαλάσσια μεταφορά σε υγροποιημένη μορφή. Αρχές σχεδιασμού, διαστασιολόγησης και διαχείρισης των συστημάτων. Δυνατότητες αποθήκευσης.Διαχείριση συστημάτων μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας: δίκτυα μεταφοράς. Αρχές σχεδιασμού, σταθερότητας και διαχείρισης των συστημάτων.
Ηλιακή ενέργεια. Φυσικοί νόμοι, σταθερά ηλιακής ακτινοβολίας, εξασθένηση της ηλιακής ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα, ηλιακές γωνίες, ηλιακή ώρα, μετρήσεις, ακτινοβολία σε επικλινή επιφάνεια. Εναποθήκευση ενέργειας. Σε νερό, σε πέτρες, σε υλικά που αλλάζουν χημική φάση. Σύγκριση των συστημάτων εναποθήκευσης. Διαπερατότητα ακτινοβολίας μέσω μερικών διαπερατών μέσων. Ανάκλαση, απορρόφηση, συνάρτηση συντελεστή διαπερατότητας με το μήκος κύματος της ακτινοβολίας. Επίπεδοι εξίσωση, χαρακτηριστικά, ολικός συντελεστής μεταφοράς, θερμοκρασιακό πεδίο στο συλλέκτη, βαθμός απόδοσης, συντελεστής ροής, γινόμενο συντελεστών διαπερατότητας και απορρόφησης, επίδραση σκόνης και σκιασμού, θερμική χωρητικότητα, μακροχρόνια απόδοση, μέτρηση βαθμού απόδοσης. Συγκεντρωτικοί συλλέκτες. Ηλιακός δίσκος, συγκεντρωτές και δέκτες, χαρακτηριστικά, οπτικές απώλειες, βαθμός απόδοσης, θερμική χωρητικότητα, βελτιστοποίηση σχεδιασμού, υλικά για την κατασκευή. Υπολογισμός θερμικών φορτίων, για ένα ηλιακό σύστημα μιας κατοικίας. Μέθοδος Ashrae, μέθοδος βαθμοημερών, θερμικό φορτίο ζεστού νερού, υπολογισμός συστήματος εναποθήκευσης ενέργειας. Μακροχρόνια απόδοση ηλιακών θερμικών συστημάτων. Μέθοδος του f-chart, διάφορες μεταβλητές του συστήματος, συστήματα με αέρα, συστήματα με νερό. Οικονομική βάση ηλιακών θερμικών συστημάτων. Μεθοδολογία, τακτικά μεταβαλλόμενο κόστος, ετήσιες οικονομίες, μέθοδοι αξιολόγησης. Φωτοβολταικά συστήματα. Αρχές, τεχνολογία, σύνδεση φοτοβολταικών συστημάτων με το ηλεκτρικό δίκτυο, οικονομικές παράμετροι.
Υδρολογικός κύκλος. Υδρολογικά ισοζύγια. Σχέση Υδάτινων και ενεργειακών πόρων. Χαρακτηριστικά των εδαφών.Μαθηματική περιγραφή των υπόγειων ροών. Ροές προς τάφρους και πηγάδια. Ανισότροπα και ανομοιογενή εδάφη. Η δύναμη της διήθησης και το φαινόμενο της διασωλήνωσης. Βασικές έννοιες Γεωθερμίας.. Μηχανισμοί μεταφοράς Θερμότητας. Πηγές θερμότητας στό εσωτερικό της γής. Υδροθερμικά συστήματα. Γεωθερμικά πεδία. Προέλευση και διαδικασίς θέρμανσης των γεωθερμικών ρευστών. Γεωθερμική ενέργεια υψηλής ενθαλπίας. Ειδικά χαρακτηριστικά των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Προβλήματα διάβρωσης και απόθεσης στις σωληνώσεις. Επιπτώσεις στο περιβάλλον. Γεωθερμική ενέργεια χαμηλής ενθαλπίας. Παραγωγή γεωθερμικού νερπού, χρήσεις, επιπτώσεις στο περιβάλλον. Θερμά άνυδρα πετρώματα..
Μετεωρολογικά στοιχεία ανέμου. Αιολικό δυναμικό. Τύποι και υποσυστήματα ανεμο γεννητριών. Αεροδυναμική σχεδίαση ανεμογεννητριών οριζοντίου και κατακορύφου άξονα. Μελέτη ροής γύρω από την πτερύγωση, μέθοδοι επίλυσης του τριδιάστατου ρευστοδυναμικού πεδίου, προβλήματα αλληλεπίδρασης σταθερών και κινητών μερών. Στατική και δυναμική φόρτιση ανεμογεννητριών. Επιλογή θέσης εγκατάστασης ανεμογεννητριών . Ανάλυση αεροδυναμικής συμπεριφοράς και βέλτιστη σχεδίαση αιολικών πάρκων. Πρακτικά στοιχεία επιλογής ανεμογεννητριών. Σχεδίαση ανεμογεννητριών. Εφαρμογές.
Μικρά υδροηλεκτρικά έργα: Φραγματα τύποι χωροθέτηση. Γενική περιγραφή, επισκόπηση της ανάπτυξής τους στην Ελλάδα και διεθνώς, αξιοποίηση υδρολογικών στοιχείων, έργα πολιτικού Μηχανικού, οικονομοτεχνική εξέταση, εκμετάλλευση, τυποποιημένος ηλεκτρομηχανολογικός εξοπλισμός (υδροστρόβιλοι και γεννήτριες), αυτοματισμοί. Εισαγωγή στις υδροδυναμικές μηχανές. Γεωμετρική και δυναμική ομοιότητα υδροδυναμικών μηχανών. Αδιάστατοι παράμετροι. Περιγραφή τυπικής υδροηλεκτρικής εγκατάστασης και των τύπων υδροστροβίλων. Βαθμοί απόδοσης, χαρακτηριστικές καμπύλες λειτουργίας, σπηλαίωση υδροστροβίλων. Υπολογισμός κύριων διαστάσεων υδροστροβίλων.Μελέτη σχεδίαση φυγόκεντρων υδροστροβίλων: τύποι, επιλογή παραμέτρων και υπολογισμός κυρίων διαστάσεων, χάραξη της πτερωτής και του σπειροειδούς κελύφους, αρχές υπολογισμού της ροής στην πτερωτή, επιλογή υλικών και ανοχές κατασκευής. Μελέτη σχεδίαση αξονικών υδροστροβίλων: θεωρητική ανάλυση της ροής, επιλογή παραμέτρων, χάραξη της πτερωτής σύμφωνα με την θεωρία των πτερυγώσεων, κατασκευαστικά στοιχεία.
Διασύνδεση συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ στο δίκτυο. Μετατροπή τάσεως. Αεργος ισχύς. Απώλειες λειτουργίας σε κατάσταση stand by. Βελτιστοποίηση συνδυασμού συμβατικών συστημάτων και συστημάτων ΑΠΕ σε απομονωμένες περιοχές με μικρά φορτία ζήτησης.
Διασύνδεση συστημάτων παραγωγής θερμότητας από ΑΠΕ σε δίκτυα μεταφοράς θερμότητας. Εφαρμογές τηλεθέρμανσης στο κτιριακό, βιομηχανικό και αγροτικό τομέα. Ενδιάμεση αποταμίευση θερμότητας, διεποχιακές εφαρμογές.
Το μάθημα καλύπτει το θέμα εξέτασης και αξιολόγησης των ενεργειακών συστημάτων σύμφωνα με τις αρχές της Ανάλυσης Κύκλου Ζωής, λαμβανομένων υπόψη των σταδίων παραγωγής, χρήσης και απόρριψής τους. Αθροιστικό ισοζύγιο ενέργειας κατά την παραγωγή, χρήση και απόρριψη ενεργειακών συστημάτων. Κατανάλωση πρώτων και βοηθητικών υλών κατά την παραγωγή και χρήση των συστημάτων. Απόρριψη, ανακύκλωση και επανχρησιμοποίηση μετά το πέρας της ωφέλιμης ζωής τους. Εκπομπή αερίων ρύπων σε όλα τα στάδια ζωής των συστημάτων. Βάσεις δεδομένων και εξειδικευμένο λογισμικό. Κανονισμοί και πρότυπα που ισχύουν: EMAS, ISO, οικολογικό σήμα.
Το μάθημα αυτό εστιάζεται στην παρουσίαση των βασικών δομικών υλικών και συστημάτων που χρησιμοποιούνται σε κτιριακές εφαρμογές για την εξοικονόμηση ενέργειας. Δομικά υλικά εξοικονόμησης ενέργειας: Θερμομονωτικά υλικά, συμβατικά, διαφανή και υβριδικά. Συστήματα ολοκληρωμένης θερμομόνωσης. Εφαρμογές. Σύνθετα δομικά στοιχεία: θερμομονωτικά κουφώματα, υαλοπετάσματα, «έξυπνα» κουφώματα. Συνδυασμένα συστήματα εξοικονόμησης ενέργειας: Εφαρμογές συστημάτων αερισμού, αντλιών θερμότητας, συστημάτων επανάκτησης θερμότητας. Συστήματα αποθήκευσης θερμότητας για κάλυψη ετεροχρονισμένης ζήτησης. Εφαρμογές.
Στο μάθημα αυτό εξετάζονται τα θέματα οι μηχανισμοί και οι διαδικασίες ελέγχου και ρύθμισης της λειτουργίας των εγκαταστάσεων και συστημάτων εξυπηρέτησης κτιρίων. Αισθητήρια και αυτοματισμοί ελέγχου της θερμοκρασίας και της σχτεικής υγρασίας. Ελέγχος της λειτουργίας των συστημάτων θέρμανσης και ψύξης συναρτήσει των εσωκλιματικών δεδομένων και των μικροκλιματικών συνθηκών. Πολυζωνική διαφοροποίηση της λειτουργίας των συστημάτων, ανάλογα με το προφίλ χρήσης των χώρων ενός κτιρίου. Τηλεματικός έλεγχος της λειτουργίας των συστημάτων του κτιρίου. Εξυπνα ολοκληρωμένα συστήματα του ελέγχου των ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων ενός κτιρίου. Εμπειρά συστήματα και μέθοδοι fuzzy logic για τον έλεγχο της λειτουργίας του κτιρίου.
Το μάθημα παρουσιάζει τις βασικές αρχές του σχεδιασμού κτιρίων και εγκαταστάσεων για την επίτευξη της μικρότερης δυνατής κατανάλωσης ενέργειας, τόσο σε επίπεδο μεμονωμένου κτιρίου όσο και επίπεδο οικισμών και δομημένου περιβάλλοντος γενικότερα.
Συνθήκες θερμικής άνεσης: προσδιορισμός απαιτήσεων ανάλογα με το κτίριο και τη χρήση. Ενεργειακό ισοζύγιο του κτιρίου: θερμικά φορτία, φωτισμός, εγκαταστάσεις. Προσανατολισμός και ηλιασμός. Υπολογισμός ηλιακού κέρδους. Αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση των κτιρίων, ενσωμάτωση παθητικών ηλιακών συστημάτων στο κτιριακό κέλυφος. Ηλιοπροστασία του κτιρίου. Φυσικός δροσισμός του κτιρίου: αερισμός, εξάτμιση, διαμόρφωση περιβάλλοντος χώρου. Βέλτιστος συνδυασμός θερμομόνωσης και παθητικών ηλιακών συστημάτων. Βέλτιστος συνδυασμός αερισμού και ηλιοπροστασίας. Επιλογή συστήματος θέρμανσης ανάλογα με τα κτιριολογικα΄χαρακτηριστικά και τις απαιτήσεις.
Το μάθημα αυτό ασχολείται με τις μεθόδους αξιολόγησης της απόδοσης ενός ενεργειακού συστήματος με στόχο τη διαμόρφωση βελτιωτικών προτάσεων. Ενεργειακοί έλεγχοι. Καθορισμός των στόχων, της στρατηγικής διεξαγωγής και των ειδών ενεργειακών ελέγχων. Βασικά μεθοδολογικά βήματα διεξαγωγής ενός ενεργειακού ελέγχου. Σύνθεση της ελεγκτικής ομάδας. Απαιτούμενος εξοπλισμός μετρήσεων και επιμέρους ελέγχων. Καταγραφή και τεκμηρίωση των αποτελεσμάτων του ελέγχου. Χρήση εξειδικευμένου λογισμικού. Διαμόρφωση και ιεράρχηση προτάσεων βελτίωσης. Επιτόπιοι έλεγχοι της απόδοσης ενεργειακών συστημάτων σε βιομηχανικές και κτιριακές εφαρμογές. Εξ αποστάσεως έλεγχοι της λειτουργίας και της απόδοσης των συστημάτων. Καταγραφή και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Εθνική νομοθεσία ορθολογικής χρήσης ενέργειας σε κτίρια και στη βιομηχανία.
Στο μάθημα γίνεται εμβάθυνση του σχεδιασμού κτιρίων και εγκαταστάσεων για την επίτευξη της μικρότερης δυνατής κατανάλωσης ενέργειας, τόσο σε επίπεδο μεμονωμένου κτιρίου όσο και επίπεδο οικισμών και δομημένου περιβάλλοντος γενικότερα. Επιπλέον εξετάζεται ο αερισμός του κτιρίου ως παράμετρος διαμόρφωσης συνθηκών άνεσης, διασφάλισης της ποιότητας του άερα και μέσο για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας για το δροσισμό του κτιρίου Παθητικά ηλιακά συστήματα: Αμεσο κέρδος, τοίχοι θερμικής αποθήκευσης, θερμοσιφωνικά πανέλα, προσαρτημένα θερμοκήπια. Υβριδικά συστήματα. Συστήματα φυσικού φωτισμού και ηλιοπροστασίας. Συστήματα φυσικού δροσισμού: ηλιακές καμινάδες, πύργοι αερισμού, roof ponds, φυτεμένα δώματα. Εφαρμογές σύγχρονων υλικών και συστημάτων, κατασκευαστικές λεπτομέρειες και ιδιαιτερότητες. Φυσικός και τεχνητός αερισμός των κτιρίων. Συστήματα μεταφοράς και διάχυσης του αέρα. Συνθήκες άνεσης συναρτήσει της ποιότητας του αέρα και της ταχύτητας κίνησής του στο εσωτερικό του κτιρίου. Ποιότητα αέρα: απαιτήσεις σε φρέσκο αέρα και εξοικονόμηση ενέργειας. Το φαινόμενο του «άρρωστου κτιρίου». Αερισμός και δροσισμός του κτιρίου. Τεχνητός αερισμός και συστήματα επανάκτησης θερμότητας.
Ο Μηχανικός και oi ροές υλικών, ενέργειας, διαδικασιών-επιπτώσεις τους στο περιβάλλον, πολιτική διαχείρισης περιβάλλοντος. Περιβαλλοντική νομοθεσία. Περιβαλλοντική αδειοδότηση. Περιβάλλον και βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Ολοκληρωμένος έλεγχος και πρόληψη ρύπανσης (ΙPPC). Βιομηχανική επικινδυνότητα και περιβάλλον, τεχνολογίες προστασίας περιβάλλοντος στη βιομηχανία . H περιβαλλοντική προσομοίωση στη διαχείριση περιβάλλοντος. Περιβαλλοντική τηλεματική: Περιοχές ενδιαφέροντος μηχανικού: διαχείριση ενέργειας, διαχείριση περιβάλλοντος, τηλε-έλεγχος διεργασιών και συστημάτων. Εφαρμογή περιβαλλοντικής τηλεματικής στη διαχείριση ποιότητας αέρα. Σύγχρονες τεχνολογικές εξελίξεις με στόχο τη βιωσιμότητα. Περιβάλλον και μεταφορές στη βιομηχανία. Αρχές αειφόρου ανάπτυξης και εφαρμογές τους σε μεταφορές προσώπων και αγαθών.
Ανάγκη περιβαλλοντικής αδειοδότησης και ιστορική αναδρομή. Νομοθετικό καθεστώς σε Ελλάδα και Ευρωπαϊκή Ένωση. Σύγκριση με χώρες εκτός Ευρώπης. Διεθνείς οργανισμοί και πρωτοβουλίες σε σχέση με τις Μελέτες περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (13η ΓΔ/ΕΕ, ΟΗΕ, κλπ). Μεθοδολογία διερεύνησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Η έννοια της άμεσης και έμμεσης περιβαλλοντικής επίπτωσης κατά τη φάση κατασκευής και λειτουργίας έργων, σχεδιασμού και υλοποίησης δραστηριοτήτων. Δείκτες κατάστασης ποιότητας περιβάλλοντος. Προδιαγραφές Μελετών Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων ανά κατηγορία έργων και δραστηριοτήτων. Έλεγχος τήρησης περιβαλλοντικών όρων, νομικό πλαίσιο, μέθοδοι και πρακτικές. Το παράδειγμα των αέριων ρύπων: Εκπομπές αέριων, μετεωρολογικές συνθήκες, υφιστάμενη κατάσταση ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, συγκεντρώσεις ρύπων στην ατμόσφαιρα. Υπολογιστικές διαδικασίες και μοντέλα (κυψελίδας, Γκαουσιανά κλπ). Εφαρμογές σε βιομηχανικές δραστηριότητες και συγκοινωνιακά έργα. Έλεγχος τήρησης περιβαλλοντικών όρων.
Μελέτη των μικροκλιματικών συνθηκών, της θερμικής ρύπανσης, των φαινομένων ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε συνάρτηση της χωροταξίας, της δόμησης και των συγκοινωνιών. Ανάλυση της αλληλεπίδρασης κτιρίων, μεταφορών και περιβάλλοντος, με στόχο τη δημιουργία βιώσιμων συνθηκών ανάπτυξης στον διαρκώς και έντονα αστικοποιούμενο χώρο. Εκπομπή θερμότητας στο δομημένο αστικό περιβάλλον. Στατικές και κινούμενες πηγές. Φαινόμενα τοπικής θερμοσυσσώρευσης και τοπικού δροσισμού. Φαινόμενα νησίδων και χαράδρων θερμότητας. Διαμόρφωση και προσδιορισμός μικροκλιματικών συνθηκών στο αστικό περιβάλλον. Επαναπροσδιορισμός των συνθηκών υπολογισμού θερμικών και ψυκτικών φορτίων των κτιρίων. Περιβαντολογική διαχείρηση της κυκλοφορίας σε αστικές περιοχές. Ενεργειακός σχεδιασμός σε αστική κλίμακα.
Μεταφορά με μοριακή κίνηση, στρωτή ή τυρβώδη ροή. Εξισώσεις υπερβολικού, παραβολικού και ελλειπτικού τύπου. Μέθοδοι μεταβολών για μόνιμα και μεταβατικά φαινόμενα μεταφοράς (ασθενής διατύπωση, συναρτησιακά, μέθοδος Ritz, μέθοδοι σταθμικών υπολοίπων). Μέθοδος πεπερασμένων διαφορών (διακριτοποίηση, μόνιμη και μεταβατική διάχυση, μόνιμη και μεταβατική μεταφορά με διάχυση και συναγωγή). Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων (φυσική ή άμεση διατύπωση, διατύπωση διά των μεθόδων μεταβολών, μόνιμα και μεταβατικά φαινόμενα μεταφοράς). Μέθοδος οριακών στοιχείων. Σφάλματα, σύγκλιση και ευστάθεια αριθμητικών μεθόδων. Παρουσίαση προγραμμάτων για κάθε μέθοδο. Εφαρμογές.
Γενική αναφορά στους κινητήρες Diesel-Otto. Καύση στους κινητήρες Otto. Σχεδίαση θαλάμων καύσης κινητήρων Otto με έμφαση στη μείωση ρύπων και κατανάλωσης. Συστήματα προσαγωγής καυσίμου και ανάφλεξης. Θερμοδυναμική ανάλυση της καύσης κινητήρων Otto. Περιγραφή της καύσης στους κινητήρες Diesel. Θάλαμοι καύσης κινητήρων Diesel. Εγχυση καυσίμου στους κινητήρες Diesel. Σχηματισμός και εκπομπή ρύπων από εμβολοφόρες ΜΕΚ. Μέθοδοι περιορισμού εκπομπής και σχηματισμού ρύπων. Παγίδες αιθάλης. Τεχνολογία καταλυτών.
Σχέση παραγωγού – καταναλωτή ενέργειας. Συσχετισμός ενεργειακής ζήτησης και εγκατεστημένης ισχύος. Διαμόρφωση τυπικών προφίλ ζήτησης. Μεθοδολογίες εξομάλυνσης φορτίων αιχμής. Τιμολογιακά προγράμματα κινήτρων, εκπτώσεων και ποινών για την υποστήριξη της αναδιαμόρφωσης του προφίλ ενεργειακής ζήτησης.
Χάρτης ενέργειας (ECT). Προυποθέσεις για την κατασκευή μονάδων παραγωγής ενέργειας. Συστήματα ΒΟΤ, ΒΟΟΤ. Απελευθέρωση της αγοράς ενέργειας. Κοινοτικό δίκτυο. Πρόσβαση τρίτων σε συστήματα μεταφοράς. Συμβόλαια παραγωγής και συμπαραγωγής. Συμφωνίες έρευνας και εκμετάλευσης υδρογονανθράκων.
Στοχαστικά μοντέλα πρόβλεψης ζήτησης ενέργειας. Πρόβλεψη ημερήσιας, εποχιακής και μακροπρόθεσμης εξέλιξης της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Προγραμματισμός λειτουργίας μονάδων. Προγραμματισμός δημιουργίας νέων μονάδων. Πρόβλεψη εποχιακής και μακροπρόθεσμης εξέλιξης της ζήτησης υδρογονανθράκων. Προγραμματισμός της εξασφάλισης των απαιτούμενων αποθεμάτων.
Ο γαιάνθρακας ως ορυκτή ύλη, περιβάλλοντα εναπόθεσης, έρευνα για τον εντοπισμό κοιτασμάτων γαιάνθρακα. Γεωλογικές, γεωχημικές και γεωφυσικές μέθοδοι αναζήτησης κοιτασμάτων γαιάνθρακα.Αξιολόγηση κοιτασμάτων λιγνίτη στην Ελλάδα.
Αναγνωριστικές μέθοδοι διασκόπησης, γεωλογική χαρτογράφηση, αερομαγνητικές και βαρυτομετρικές μέθοδοι, τηλεπισκόπηση, μέθοδοι εντοπισμού θέσης. Σεισμικές μέθοδοι: Ανάκλασης, διάθλασης.σεισμικής τομογραφίας. Αξιολόγηση ταμιευτήρων πετρελαίου.
Προγραμματισμός και οργάνωση λειτουργίας μονάδων παραγωγής ενέργειας. Διαχείριση αποθεμάτων ασφαλείας πρωτογενούς ενέργειας. Διαχείριση παραγομένων φορτίων. Προγραμματισμός εργασιών συντήρησης και αντικατάστασης. Βελτιστοποίηση βαθμού διαθεσιμότητας των μονάδεων. Προγραμματισμός και διαχείριση ανθρωπίνων πόρων.
Εισαγωγή: η σημασία των συστημάτων πληροφοριών διοίκησης. Διοίκηση, πληροφορική και συστήματα. Συστήματα πληροφοριών διοίκησης και ηλεκτρονικοί υπολογιστές. Σχεδίαση, προγραμματισμός και εγκατάσταση συστημάτων πληροφοριών διοίκησης. Βασικές αρχές στη διαδικασία λήψης αποφάσεων με τα συστήματα πληροφοριών διοίκησης. Επιστήμη διοίκησης, κατάστρωση προβλημάτων, επίλυση προβλημάτων και λήψη απόφασης με τη βοήθεια συστημάτων υποστήριξης αποφάσεων.
Καθοριστική και στοχαστική διαχείριση αποθεμάτων. Κόστος διατήρησης και έλλειψης αποθέματος. Προγραμματισμός και έλεγχος αποθεμάτων. Βέλτιστη στάθμη και βέλτιστος χρόνος παραγγελίας. Διαχείριση αποθεμάτων Just in Time. Στρατηγικά αποθέματα πρωτογενών ενεργειακών πόρων. Διασφάλιση της λειτουργίας σταθμών παραγωγής ενέργειας. Διασφάλιση κάλυψης ενεργειακής ζήτησης
Ενεργειακός σχεδιασμός σε εθνικό και υπερεθνικό επίπεδο. Εθνικό ενεργειακό ισοζύγιο και όργανα χάραξης ενεργειακής πολιτικής. Ενεργειακή ανεξαρτησία, κόστος παραγωγής ενέργειας και διεθνείς περιβαλλοντικές συμβάσεις. Ενσωμάτωση ΑΠΕ σε εθνικό επίπεδο. Προσδιορισμός ενεργειακού μίγματος. Στρατηγικά αποθέματα. Απελευθερωμένες και μερικά ελεγχόμενες αγορές ενέργειας. Διαμόρφωση τιμών σε διεθνές και εθνικό επίπεδο. Διεθνείς συμβάσεις προμήθειας ενέργειας και γεωπολιτικές συνθήκες.
Εισαγωγή και επισκόπηση του γνωστικού πεδίου της βελτιστοποίησης με έμφαση σε στατικά καθοριστικά προβλήματα. Στο μάθημα εξετάζονται αναλυτική θεωρία και μέθοδοι και υπολογιστικές τεχνικές. Συγκεκριμένα θέματα περιλαμβάνουν: ικανές και αναγκαίες συνθήκες για βελτιστοποίηση συναρτήσεων με ή χωρίς περιορισμούς, πολλαπλασιαστές Lagrange, ανάλυση ευαισθησίας. Θεωρία Kuhn-Tucker και δυικότητα. Θεωρητική παρουσίαση και ιδιότητες επαναληπτικών μεθόδων βελτιστοποίησης. Σύγκλιση αλγορίθμων και εφαρμογές με τη βοήθεια προγραμμάτων ηλεκτρονικού υπολογιστή. Εισαγωγή στον μαθηματικό προγραμματισμό.
Δυναμικός προγραμματισμός: Το πρότυπο του προβλήματος. Η αρχή του Bellman. Η βασική υπολογιστική διαδικασία για την επίλυση του προβλήματος του δυναμικού προγραμματισμού. Αλλες υπολογιστικές διαδικασίες: διαδοχικές προσεγγίσεις, κλπ. Δυναμικός προγραμματισμός σε συστήματα συνεχούς χρόνου και στοιχεία από τη θεωρία ελέγχου. Γραμμικά συστήματα. Δυναμικός προγραμματισμός για στοχαστικά και προσαρμοζόμενα συστήματα. Εφαρμογές στην επιχειρησιακή έρευνα και τον αυτόματο έλεγχο.
Βασικές αρχές οργάνωσης εργασίας. Νέες μορφές οργάνωσης εργασίας (εναλλαγή θέσεων, διεύρυνση, εμπλουτισμός, ομάδες εργασίας). Οι επιπτώσεις της μικροηλεκτρονικής στη βιομηχανική απασχόληση (μικροεπεξεργαστές, ρομποτική). Η εξέλιξη της τεχνολογίας και το περιεχόμενο του επαγγέλματος. Οι νεώτερες συνθήκες στο χώρο της απασχόλησης και οι αλληλεπιδράσεις τους με το εκπαιδευτικό σύστημα. Βασικές αρχές πρόληψης ατυχημάτων, οικονομικές και κοινωνικές συνέπειές τους. Κατάλληλη διαμόρφωση του εργασιακού περιβάλλοντος και ατομικά μέσα προστασίας. Θεσμικά όργανα, αρμόδια για την υγιεινή και την ασφάλεια των εργαζομένων. Η προβληματική εφαρμογής των σχετικών μέτρων σε χώρες του μεταίχμιου της ανάπτυξης. Στοιχεία εργονομίας.
Σχεδιασμός, χρηματοδότηση και υλοποίηση επενδύσεων σε ενεργειακά συστήματα. Προσδιορισμός στοιχείων αρχικού κόστους επένδυσης, λειτουργικών δαπανών και κόστους απόρριψης. Επιλογή βέλτιστου ενεργειακού πόρου και αντίστοιχου συστήματος. Διαστασιολόγηση και βέλτιστη εκμετάλλευση ενεργειακών συστημάτων. Μέθοδοι αξιολόγησης σκοπιμότητας ενεργειακών επενδύσεων. Μακροοικονομία και τιμολογιακή πολιτική της ενέργειας. Διαχείριση ενεργειακής ζήτησης.