PROGRAM NAUCZANIA TECHNIK ENERGETYK 311[54] · • Wyznaczanie reakcji wi ęzów. • Wyznaczanie metod ą wykre śln ą i analityczn ą warunków równowagi ciała sztywnego pod

Krajowy O środek Wspierania Edukacji Zawodowej i Ustawicznej

PROGRAM NAUCZANIA

TECHNIK ENERGETYK 311[54]

Warszawa 2010

311[54]/T,TU,SP/ KOWEZiU/2010

1

Autorzy: mgr inŜ. Tomasz Madej mgr inŜ. Janina Dretkiewicz-Więch mgr inŜ. Krystyna Więcławek dr inŜ. Marek Wiśniewski Recenzenci: mgr inŜ. Jan Bogdan prof. dr hab. inŜ. Jan Łach Opracowanie redakcyjne: mgr Kazimiera Tarłowska Opracowanie techniczne: mgr Rafał Auch-Szkoda

2

Spis tre ści I. Plany nauczania 3 II. Programy nauczania przedmiotów zawodowych 4

1. Podstawy konstrukcji maszyn 4 2. Technologia mechaniczna 13 3. Elektrotechnika i elektronika 22 4. Pracownia automatyki 37 5. Pracownia termodynamiki i mechaniki płynów 44 6. Technologie procesów energetycznych 54 7. Eksploatacja maszyn i urządzeń energetycznych 68 8. Zajęcia praktyczne 80 9. Język obcy zawodowy 87

10. Praktyka zawodowa 92

3

I. PLANY NAUCZANIA PLAN NAUCZANIA Technikum czteroletnie Zawód: technik energetyk 311[54] Podbudowa programowa: gimnazjum

Lp. Przedmioty nauczania

Dla młodzieŜy Dla dorosłych Liczba godzin

tygodniowo w czteroletnim

okresie nauczania

Liczba godzin

tygodniowo w czteroletnim

okresie nauczania

Liczba godzin

w czteroletnim okresie

nauczania

Klasy I-IV Semestry I-VIII

Forma stacjonarna

Forma zaoczna

1. Podstawy konstrukcji maszyn 4 3 50 2. Technologia mechaniczna 3 2 38 3. Elektrotechnika i elektronika 8 6 101 4. Pracownia automatyki 4 3 50

5. Pracownia termodynamiki i mechaniki płynów 5 3 63

6. Technologie procesów energetycznych

6 4 76

7. Eksploatacja maszyn i urządzeń energetycznych

5 3 63

8. Zajęcia praktyczne 8 6 101 9. Język obcy zawodowy 2 2 25

10. Specjalizacja* 5 3 63 Razem 50 35 630

Praktyka zawodowa: 4 tygodnie ∗ Program nauczania wybranej specjalizacji w zawodzie opracowany

przez nauczyciela powinien uzyskać pozytywną opinię szkolnego zespołu przedmiotowego właściwego zawodu

4

II. PROGRAMY NAUCZANIA PRZEDMIOTÓW ZAWODOWYCH

PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN

Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− scharakteryzować rodzaje rysunków technicznych, −−−− określić zastosowanie róŜnych rodzajów linii rysunkowych, −−−− wykonać rysunki części maszyn w rzutach aksonometrycznych

i prostokątnych, −−−− zwymiarować rysunek, −−−− zastosować oznaczenia stanu powierzchni, tolerancji kształtu

i połoŜenia, −−−− zastosować uproszczenia rysunkowe, −−−− wykonać szkice typowych części maszyn, −−−− odczytać informację z dokumentacji technicznej oraz zinterpretować

zamieszczone w niej oznaczenia, −−−− wykorzystać technikę komputerową do sporządzania rysunków

technicznych, −−−− zastosować zasady mechaniki technicznej, −−−− wykonać podstawowe działania na wektorach, −−−− określić warunki równowagi ciała sztywnego, −−−− obliczyć prędkość obrotową, pracę mechaniczną, moc, energię,

sprawność, – wyznaczyć siłę tarcia tocznego i ślizgowego, – scharakteryzować wywaŜanie statyczne i dynamiczne, – scharakteryzować statyczną próbę rozciągania, −−−− rozróŜnić rodzaje odkształceń i napręŜeń oraz wyjaśnić pojęcie

napręŜenia dopuszczalnego, −−−− rozróŜnić rodzaje obciąŜeń elementów konstrukcyjnych, −−−− obliczyć napręŜenie w elementach ściskanych i rozciąganych, −−−− obliczyć napręŜenia gnące i skręcające w przypadku obciąŜenia wału, −−−− rozróŜnić konstrukcje połączeń, −−−− określić zasady konstruowania osi i wałów, −−−− scharakteryzować warunki pracy łoŜysk oraz metody ich smarowania, −−−− dobrać łoŜyska do określonych warunków pracy, −−−− sklasyfikować hamulce, sprzęgła i przekładnie mechaniczne, −−−− wyjaśnić budowę i zasadę działania hamulców, sprzęgieł i przekładni

mechanicznych,

5

−−−− wyjaśnić budowę i zasadę działania mechanizmów, −−−− określić na podstawie dokumentacji technicznej elementy składowe

maszyny lub urządzenia, −−−− wykonać projekt części maszyny, −−−− skorzystać z Polskich Norm, poradników i katalogów. Materiał nauczania 1. Rysunek techniczny Rodzaje rysunków. Normalizacja rysunku technicznego. Pismo techniczne. Linie rysunkowe i ich zastosowanie. Arkusz rysunkowy. Rzuty prostokątne. Rzuty aksonometryczne. Widoki i przekroje rysunkowe. Zasady wymiarowania rysunków. Uproszczenia rysunkowe. Oznaczenia na rysunkach: tolerancji, pasowań, chropowatości powierzchni i rodzaju obróbki. Rysunki wykonawcze i złoŜeniowe. Rysunek schematyczny. Programy do wspomagania projektowania typu CAD. Ćwiczenia: • Przygotowywanie arkusza rysunkowego. • Szkicowanie płaskich figur geometrycznych z uwzględnieniem

poprawności kształtu, proporcji i wymiarów. • Wykonywanie szkicu bryły geometrycznej lub części maszyny

w rzutach aksonometrycznych dimetrii ukośnej. • Szkicowanie i oznaczanie przekrojów niezbędnych do odwzorowania

kształtów wewnętrznych części maszyny. • Wymiarowanie szkiców części maszyn z oznaczeniem tolerancji,

pasowań, chropowatości powierzchni, rodzaju obróbki. • Rysowanie części maszyn w rzutach aksonometrycznych

i prostokątnych. • Wymiarowanie elementów maszyn. • Odczytywanie uproszczeń rysunkowych. • Odczytywanie rysunków wykonawczych części maszyn. • Odczytywanie oraz wykonywanie rysunku złoŜeniowego. • Odczytywanie schematów kinematycznych maszyn. • Odczytywanie dokumentacji konstrukcyjnej i technologicznej. • Sporządzanie rysunku z wykorzystaniem komputerowego

wspomagania projektowania.

6

2. Mechanika techniczna Siła i jej właściwości. Stopnie swobody, więzy i ich reakcje. Warunki równowagi płaskiego i przestrzennego układu sił zbieŜnych. Warunki równowagi dowolnego płaskiego i przestrzennego układu sił. Tarcie. Środek cięŜkości ciała. Kinematyka punktu materialnego. Kinematyka ciała sztywnego. Dynamika punktu materialnego. Drgania punktu materialnego. Tłumienie drgań. Praca, moc, sprawność. Energia kinetyczna i potencjalna. Dynamika ruchu obrotowego. Reakcje dynamiczne łoŜysk. Uderzenie. Ćwiczenia: • Dodawanie i odejmowanie wektorów (geometryczne i analityczne). • Wyznaczanie reakcji więzów. • Wyznaczanie metodą wykreślną i analityczną warunków równowagi

ciała sztywnego pod działaniem płaskiego układu sił zbieŜnych. • Wyznaczanie metodą analityczną reakcji w podporach dowolnie

obciąŜonej belki. • Wyznaczanie warunków równowagi przestrzennego układu sił. • Wyznaczanie środków cięŜkości figur płaskich. • Wyznaczanie równowagi ciała sztywnego z uwzględnieniem sił

bezwładności. • Obliczanie siły tarcia i siły bezwładności. • RozróŜnianie rodzajów ruchu na podstawie jego parametrów oraz

obliczanie prędkości kątowej wału maszyny. • Obliczanie pracy, mocy, sprawności. • Obliczanie energii kinetycznej i potencjalnej.

3. Wytrzymało ść materiałów NapręŜenia i odkształcenia. Prawo Hooke'a. Statyczna próba rozciągania metali. NapręŜenie dopuszczalne. ObciąŜenia elementów konstrukcyjnych: rozciąganie i ściskanie, ścinanie, zginanie, skręcanie. Wytrzymałość złoŜona. Wytrzymałość zmęczeniowa. Wyboczenie. Ćwiczenia: • Analizowanie próby rozciągania stali. • Wyznaczanie granicy spręŜystości i plastyczności podczas próby

rozciągania. • Wykonywanie obliczeń wytrzymałościowych elementów rozciąganych

i ściskanych. • Obliczanie napręŜeń rozciągających i porównywanie ich

z napręŜeniami dopuszczalnymi dla danego materiału.

7

• Obliczanie napręŜeń elementów konstrukcyjnych naraŜonych na ścinanie.

• Obliczanie napręŜeń elementów konstrukcyjnych naraŜonych na zginanie oraz skręcanie.

• Obliczanie napręŜeń zginających w belkach. • Obliczanie momentów skręcających w wałach. • Wykonywanie wykresu sił tnących i momentów gnących. • Określanie napręŜeń dopuszczalnych w materiałach konstrukcyjnych

na podstawie norm. 4. Części maszyn Klasyfikacja i cechy uŜytkowe części maszyn. Normalizacja części maszyn. Połączenia nitowe. Połączenia spawane, zgrzewane, lutowane i klejone. Połączenia wciskowe. Połączenia kształtowe. Połączenia gwintowe. Połączenia rurowe i zawory. Charakterystyka i klasyfikacja osi i wałów. ObciąŜenia osi i wałów. Konstrukcja osi i wałów. Klasyfikacja łoŜysk. ŁoŜyska ślizgowe: konstrukcja łoŜyska, tarcie i smarowanie łoŜysk ślizgowych, zastosowanie. ŁoŜyska toczne: podział, budowa. Normalizacja łoŜysk tocznych i ich oznaczanie. ObciąŜenia łoŜysk tocznych. Podstawy doboru łoŜysk tocznych, zastosowanie. Przekładnie mechaniczne: rodzaje, cechy uŜytkowe, przełoŜenie, moment obrotowy, moc i sprawność. Przekładnie zębate. Rodzaje kół i przekładni zębatych. Parametry koła zębatego. Przekładnie cierne. Przekładnie cięgnowe. Rodzaje i budowa sprzęgieł. Zasady dobierania sprzęgieł. Rodzaje i budowa hamulców. Zasady dobierania hamulców. Mechanizm korbowy, śrubowy, krzywkowy, zapadkowy.

Ćwiczenia: • Identyfikowanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych. • Rozpoznawanie połączeń rozłącznych i nierozłącznych na podstawie

oznaczeń stosowanych w dokumentacji konstrukcyjnej. • Projektowanie połączenia nitowego. • Projektowanie połączenia spawanego. • Identyfikowanie osi, wałów i łoŜysk. • Dobieranie łoŜysk tocznych do określonych warunków pracy. • Obliczanie przekładni zębatych. • Analizowanie budowy i działania mechanizmu korbowego. • Identyfikowanie przekładni i mechanizmów w maszynach

energetycznych. • Dobieranie z katalogu sprzęgła do określonych warunków pracy. • Dobieranie z katalogu hamulca do określonych warunków pracy.

8

• Wykonywanie projektu określonego elementu maszyny z wykorzystaniem programu do wspomagania projektowania typu CAD.

Środki dydaktyczne Komplet materiałów rysunkowych. Komplet przyborów kreślarskich. Wzory pisma znormalizowanego. Przykładowe rysunki: wykonawcze, złoŜeniowe, schematyczne. Model rzutni. Bryły geometryczne. Modele podpór, rzutu siły na osie przestrzennego układu współrzędnych. Modele belek, równi pochyłej, ciała sztywnego. Model gumowy belki do ilustracji odkształceń przy zginaniu i skręcaniu. Model do ilustracji wyboczenia pręta. Modele części maszyn z przekrojami. Modele połączeń nierozłącznych. Modele połączeń kształtowych. Modele i eksponaty łoŜysk tocznych i ślizgowych. Modele i eksponaty osi i wałów. Modele zaworów. Modele sprzęgieł i hamulców. Modele i eksponaty kół zębatych. Modele przekładni mechanicznych. Modele mechanizmów. Foliogramy i fazogramy dotyczące zasad szkicowania, rzutowania prostokątnego i aksonometrycznego, wymiarowania, wykonywania widoków i przekrojów, wykonywania uproszczeń rysunkowych. Foliogramy z zakresu mechaniki technicznej, wytrzymałości materiałów, części maszyn. Prezentacje multimedialne z zakresu rysunku technicznego i części maszyn. Rysunki złoŜeniowe, wykonawcze, montaŜowe, schematyczne. Dokumentacja konstrukcyjna i technologiczna. Program do wspomagania projektowania typu CAD. Polskie Normy. Tablice wytrzymałościowe. Katalogi części maszyn. Poradnik mechanika. Uwagi o realizacji

Program nauczania przedmiotu Podstawy konstrukcji maszyn obejmuje podstawową wiedzę z zakresu rysunku technicznego,

9

mechaniki technicznej, wytrzymałości materiałów oraz części maszyn. Podczas jego realizacji szczególnie waŜne jest opanowanie przez

ucznia umiejętności wykonywania szkiców i rysunków technicznych, rozpoznawania elementów maszyn i mechanizmów oraz posługiwania się dokumentacją techniczną, normami i katalogami.

Przed przystąpieniem do zajęć naleŜy sprawdzić wiadomości i umiejętności uczniów z geometrii, trygonometrii i fizyki (statyka i kinematyka) w zakresie niezbędnym do realizacji programu nauczania, a w przypadku niedostatecznego przygotowania potrzebne treści naleŜy uzupełnić.

W procesie kształcenia waŜne jest stosowanie róŜnorodnych metod nauczania. Zaleca się stosowanie wykładu konwersatoryjnego, dyskusji dydaktycznej oraz metody projektów szczególnie podczas wykonywania zadań projektowych. Podstawową metodą nauczania powinny być ćwiczenia oraz pokaz z objaśnieniem. Nauczyciel powinien przygotować ćwiczenia obliczeniowe i konstrukcyjne o odpowiednio dobranej treści oraz zróŜnicowanym stopniu trudności. Ćwiczenia naleŜy zakończyć dyskusją. Wskazane jest równieŜ zadawanie prac domowych po uprzednim sprawdzeniu, czy uczniowie są przygotowani do samodzielnego ich wykonania. Zadania domowe naleŜy systematycznie kontrolować.

Podczas realizacji treści dotyczących rysunku technicznego uczniowie powinni kształtować umiejętności wykonywania szkiców i rysunków do części maszyn, wymiarowania wykonanych rysunków, oznaczania tolerancji wymiaru, kształtu i chropowatość powierzchni. Przed rozpoczęciem ćwiczeń naleŜy zapoznać uczniów z organizacją miejsca pracy (właściwe oświetlenie, rozmieszczenie materiałów i przyborów rysunkowych) oraz zwrócić uwagę na postawę ucznia podczas pracy. Podczas ćwiczeń w zakresie komputerowego wspomagania projektowania (edytor graficzny typu CAD) naleŜy zwrócić uwagę na edycję i reedycję wygenerowanego pliku rysunkowego, odczytanie potrzebnych informacji zamieszczonych na rysunku oraz wydruk pliku rysunkowego.

Realizacja treści z zakresu mechaniki technicznej ma na celu kształtowanie umiejętności określania sił i reakcji działających w róŜnego rodzaju mechanizmach oraz elementach maszyn, niezbędnych do zrozumienia i przyswojenia treści dotyczących eksploatacji maszyn i urządzeń energetycznych.

W trakcie realizacji treści dotyczących wytrzymałości materiałów naleŜy zwracać szczególną uwagę na stosowanie podstawowych wzorów wytrzymałościowych do wykonywania obliczeń napręŜeń występujących w elementach maszyn, przewidywanie charakteru tych napręŜeń oraz wykorzystywanie wyników obliczeń w projektowaniu.

10

Podczas charakterystyki maszyn naleŜy skupić się na ich budowie, podstawowych parametrach i zastosowaniu. Budowę i zasadę działania mechanizmów naleŜy wyjaśniać na rzeczywistych mechanizmach lub na modelach dydaktycznych. Szczególną uwagę naleŜy zwrócić na wykonywanie ćwiczeń dotyczących konstruowania, wykonywania obliczeń oraz projektowania określonych części maszyn.

Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w poszczególnych działach tematycznych stanowią propozycję do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres ćwiczeń moŜe być rozszerzony w zaleŜności od potrzeb edukacyjnych i moŜliwości szkoły.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni konstrukcji i technologii mechanicznej oraz pracowni komputerowej. Ćwiczenia poświęcone projektowaniu powinny być realizowane w grupie do 15 uczniów. Wskazane jest, aby podczas wykonywania ćwiczeń uczniowie pracowali indywidualnie lub w zespołach 2-3 osobowych. Stanowiska do ćwiczeń naleŜy wyposaŜyć w niezbędne środki dydaktyczne. NaleŜy umoŜliwić uczniom korzystanie z róŜnych źródeł informacji, takich jak: normy, katalogi, poradniki, dokumentacja techniczna, czasopisma specjalistyczne, Internet.

Na realizację poszczególnych działów tematycznych proponuje się następujący podział godzin:

Lp. Działy tematyczne

Orientacyjna liczba godzin

1. Rysunek techniczny 50 2. Mechanika techniczna 30 3. Wytrzymałość materiałów 20 4. Części maszyn 44

Razem 144

Podana w tabeli liczba godzin na realizację poszczególnych działów ma charakter orientacyjny. Nauczyciel moŜe dokonać pewnych zmian w celu dostosowania programu do potrzeb edukacyjnych. Propozycje metod sprawdzania i oceny osi ągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się systematycznie na podstawie określonych kryteriów. Pozwoli to na uzyskanie informacji o postępach ucznia w nauce, umoŜliwi rozpoznawanie i korygowanie pojawiających się trudności dydaktycznych.

Osiągnięcia uczniów naleŜy oceniać na podstawie: −−−− sprawdzianów ustnych i pisemnych, −−−− testów osiągnięć szkolnych,

11

−−−− ukierunkowanej obserwacji czynności ucznia podczas wykonywania ćwiczeń i projektów,

−−−− wykonanych ćwiczeń, −−−− wykonanego projektu, −−−− prezentacji projektu.

Dokonując kontroli w formie ustnej naleŜy zwracać uwagę na umiejętność operowania zdobytą wiedzą, jakość wypowiedzi, poprawne stosowanie pojęć technicznych oraz wnioskowanie.

Do oceny wykonywanych ćwiczeń zaleca się opracować kartę obserwacji, która powinna uwzględniać: −−−− poprawność merytoryczną wykonywanego ćwiczenia, −−−− aktywność ucznia podczas wykonywania ćwiczenia, −−−− wykorzystywanie róŜnych źródeł informacji, −−−− współpracę w zespole.

Podczas sprawdzania i oceny projektów naleŜy zwrócić uwagę na: −−−− planowanie pracy, −−−− korzystanie z róŜnych źródeł informacji, −−−− współpracę w zespole, −−−− poprawność merytoryczną projektu, −−−− prezentację projektu, −−−− systematyczność w pracy oraz terminowość.

Po zakończeniu realizacji programu poszczególnych działów tematycznych proponuje się zastosowanie testu pisemnego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi.

Wskazane jest, aby w ocenie końcowej uwzględnić wyniki wszystkich stosowanych przez nauczyciela sposobów sprawdzania osiągnięć ucznia. Podstawą do uzyskania pozytywnej oceny powinno być poprawne wykonanie ćwiczeń i projektów. Literatura Dobrzański T.: Rysunek techniczny maszynowy. WNT, Warszawa 2004 Kozak B.: Mechanika techniczna. WSiP, Warszawa 2004 Lewandowski T.: Rysunek techniczny dla mechaników. WSiP, Warszawa 2005 Lewandowski T.: Zbiór zadań z rysunku technicznego. WSiP, Warszawa 1998 Paprocki K.: Rysunek techniczny. WSiP, Warszawa 1999 Potyński A.: Podstawy technologii i konstrukcji mechanicznych. WSiP, Warszawa 1999 Rutkowski A.: Części maszyn. WSiP, Warszawa 2003 Rutkowski A., Stępniewska A.: Zbiór zadań z części maszyn. WSiP, Warszawa 2005

12

Siuta W.: Mechanika techniczna. WSiP, Warszawa 2000 Siuta W., Rososiński S., Kozak B.: Zbiór zadań z mechaniki technicznej. WSiP, Warszawa 2005 Mały poradnik mechanika. Praca zbiorowa: WNT, Warszawa 1999 Wykaz literatury naleŜy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

13

TECHNOLOGIA MECHANICZNA Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− dokonać analizy podstawowych aktów prawnych, praw i obowiązków

pracownika oraz pracodawcy w zakresie bezpieczeństwa i higieny pracy,

−−−− określić wymagania bhp dotyczące pomieszczeń pracy i pomieszczeń higieniczno-sanitarnych,

−−−− dobrać środki ochrony indywidualnej do rodzaju wykonywanych prac, −−−− rozpoznać i przewidzieć zagroŜenia bezpieczeństwa człowieka

w środowisku pracy oraz wskazać sposoby ich usunięcia, −−−− zareagować w przypadku zagroŜenia poŜarowego, zgodnie

z instrukcją przeciwpoŜarową, −−−− zastosować zasady ochrony środowiska obowiązujące na stanowisku

pracy, −−−− udzielić pierwszej pomocy w stanach zagroŜenia Ŝycia i zdrowia, −−−− określić właściwości oraz zastosowanie metali i ich stopów, −−−− rozróŜnić gatunki stopów Ŝelaza z węglem i metali nieŜelaznych, −−−− rozpoznać zjawiska korozyjne i ich skutki oraz wskazać sposoby

zapobiegania korozji, −−−− wyjaśnić istotę obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, −−−− rozróŜnić rodzaje obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, −−−− wykazać zmiany właściwości metali i ich stopów w zaleŜności

od zastosowanego rodzaju obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej, −−−− określić właściwości i zastosowanie materiałów niemetalowych, −−−− zastosować układ tolerancji i pasowań, −−−− sklasyfikować przyrządy pomiarowe oraz określić ich właściwości

metrologiczne, −−−− dobrać przyrządy do pomiaru i sprawdzania części maszyn, −−−− wykonać podstawowe pomiary wielkości geometrycznych, −−−− zinterpretować wyniki pomiarów, −−−− scharakteryzować podstawowe metody wytwarzania części maszyn

i urządzeń, −−−− rozpoznać maszyny, urządzenia, narzędzia oraz oprzyrządowanie

stosowane w procesach wytwarzania, −−−− wyjaśnić przebieg procesu technologicznego montaŜu maszyn

i urządzeń, −−−− posłuŜyć się dokumentacją techniczną, Polskimi Normami

i katalogami,

14

−−−− zanalizować przepisy bhp, ochrony ppoŜ. i ochrony środowiska obowiązujące podczas wytwarzania i montaŜu części maszyn i urządzeń.

Materiał nauczania 1. Bezpiecze ństwo i higiena pracy, ochrona przeciwpo Ŝarowa

i ochrona środowiska Prawna ochrona pracy. Czynniki szkodliwe dla zdrowia, uciąŜliwe i niebezpieczne, występujące w procesach pracy. Wymagania bezpieczeństwa i higieny pracy dotyczące pomieszczeń. Zasady kształtowania bezpiecznych i higienicznych warunków pracy. Środki ochrony indywidualnej i zbiorowej. ZagroŜenia poŜarowe, zasady ochrony przeciwpoŜarowej. Zasady ochrony środowiska. Zasady postępowania w razie wypadku, awarii i w sytuacji zagroŜenia poŜarem. Pierwsza pomoc w wypadkach przy pracy. Ćwiczenia: • Określanie podstawowych praw i obowiązków pracownika w zakresie

bezpieczeństwa i higieny pracy na podstawie Kodeksu pracy. • Dobieranie środków ochrony indywidualnej do rodzaju wykonywanej

pracy. • Rozpoznawanie zagroŜeń wypadkowych występujących w miejscu

pracy. • Dobieranie sposobów zapobiegania lub ograniczania zagroŜeń

związanych z uŜytkowaniem urządzeń elektrycznych. • Ocenianie jakości stanowiska pracy pod względem bezpieczeństwa

i wymagań ergonomii. • Dobieranie sprzętu i środków gaśniczych w zaleŜności od przyczyn

i rodzaju poŜaru. • Powiadamianie straŜy poŜarnej o poŜarze, zgodnie z instrukcją. • Udzielanie pierwszej pomocy w przypadku wystąpienia urazów

róŜnych części ciała. • Wykonywanie (na fantomie) sztucznego oddychania, zgodnie

z obowiązującymi procedurami. • Rozpoznawanie róŜnych znaków bhp. 2. Materiałoznawstwo Materiały konstrukcyjne. Zasady doboru materiałów. Właściwości metali i ich stopów: mechaniczne, fizyczne, technologiczne. Uproszczony układ Ŝelazo-węgiel. Podział stopów Ŝelaza, określenie i zastosowanie (surówka, stal, Ŝeliwo, staliwo). Stale niestopowe (węglowe). Stale

15

stopowe. Staliwo. śeliwo. Metale nieŜelazne i ich stopy. Materiały z proszków spiekanych. Rodzaje korozji i zniszczeń korozyjnych. Ochrona przed korozją. Rodzaje powłok ochronnych i technika ich nanoszenia. Klasyfikacja procesów obróbki cieplnej. Przemiany zachodzące w stali podczas nagrzewania, wygrzewania i chłodzenia. WyŜarzanie. Hartowanie. Odpuszczanie i ulepszanie cieplne. Rodzaje i zastosowanie obróbki cieplno-chemicznej. Urządzenia i środki do obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej. Bezpieczeństwo pracy podczas obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej. Tworzywa sztuczne. Materiały ceramiczne. Farby, lakiery, emalie. Guma. Ćwiczenia: • Rozpoznawanie materiałów konstrukcyjnych na podstawie próbek

oraz określanie ich zastosowania. • Określanie gatunku stali i Ŝeliwa na podstawie oznaczenia. • Określanie gatunku stopów metali nieŜelaznych na podstawie

oznaczenia. • Określanie składu chemicznego stali oraz stopów metali nieŜelaznych

na podstawie norm. • Dobieranie z norm stali przeznaczonej na określone elementy maszyn

i urządzeń. • Dobieranie z norm stopów metali nieŜelaznych na określone elementy

maszyn i urządzeń. • Dobieranie materiałów do wykonania określonych podzespołów

maszyn z wykorzystaniem róŜnych źródeł informacji. • Planowanie sposobu zabezpieczenia elementów maszyn przed

korozją. • Dobieranie rodzaju powłoki antykorozyjnej do ochrony określonych

części maszyn. • Określanie składników strukturalnych stali o róŜnej zawartości węgla

na podstawie wykresu Ŝelazo-cementyt. • Wyznaczanie temperatury hartowania stali węglowych na podstawie

wykresu Ŝelazo-cementyt. • Dobieranie rodzaju obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej w celu

otrzymania stali o określonych właściwościach. • Określanie właściwości tworzyw sztucznych i materiałów

ceramicznych na podstawie ich wyglądu. 3. Metrologia warsztatowa Pomiar, sprawdzanie. Metody pomiaru. Błędy pomiaru. Zamienność części maszyn. Rodzaje wymiarów. Wymiary graniczne, wymiar nominalny, odchyłki graniczne. Tolerancja wymiaru. Pasowanie. Układ

16

tolerancji i pasowań. Chropowatość powierzchni. Klasyfikacja przyrządów pomiarowych. Właściwości metrologiczne przyrządów pomiarowych. Wzorce miar. Sprawdziany. Przyrządy suwmiarkowe i mikrometryczne. Czujniki pomiarowe. Przyrządy do pomiaru kątów. Przyrządy pomiarowe z odczytem cyfrowym. Dobór przyrządów pomiarowych. Pomiar wielkości geometrycznych. UŜytkowanie i konserwacja przyrządów pomiarowych. Ćwiczenia: • Obliczanie wymiarów granicznych, odchyłek, tolerancji. • Obliczanie luzów. • Odczytywanie z PN odchyłek dla określonych pasowań. • Wybieranie z PN odchyłek dla określonych pasowań i obliczanie

luzów oraz tolerancji pasowania. • Sprawdzanie chropowatości powierzchni. • Wykonywanie pomiarów części maszyn o róŜnych kształtach

za pomocą przyrządów suwmiarkowych i mikrometrycznych. • Sprawdzanie otworów i wałków sprawdzianami jednogranicznymi

i dwugranicznymi. • Wykonywanie pomiarów odchyłek za pomocą czujnika zegarowego. • Wykonywanie pomiarów kątów. 4. Techniki wytwarzania Pojęcia podstawowe. Przemysłowy proces wytwarzania. Proces technologiczny. Odlewanie w formach piaskowych. Specjalne metody odlewania. Walcowanie i ciągnienie. Kucie. Tłoczenie. Podstawy obróbki skrawaniem: sposoby maszynowej obróbki wiórowej, geometria ostrza skrawającego, procesy towarzyszące powstawaniu wióra, parametry skrawania, siła i moc skrawania, materiały narzędziowe. Toczenie. Frezowanie. Wiercenie. Szlifowanie. Obróbka na obrabiarkach sterowanych numerycznie. Klasyfikacja metod spajania. Spawanie: istota spawania, rodzaje spoin, zasady przygotowania elementów do spawania, spawanie gazowe. Spawanie łukowe. Urządzenia do spawania. Kontrola spoin. Wady. Cięcie gazowe i łukowe. Zgrzewanie. Lutowanie miękkie i lutowanie twarde. Klejenie. Technologia proszków. Zasady bhp, ochrony ppoŜ. i ochrony środowiska podczas wytwarzania elementów maszyn. Ćwiczenia: • Identyfikowanie procesów wytwarzania na podstawie opisu

i schematu. • Rozpoznawanie wyrobów kutych, walcowanych i tłoczonych.

17

• RozróŜnianie części maszyn wykonywanych róŜnymi rodzajami obróbki plastycznej.

• Identyfikowanie narzędzi do obróbki toczeniem, frezowaniem i wierceniem.

• Dobieranie parametrów skrawania. • Ustalanie kolejności czynności w procesie toczenia określonych

elementów maszyn. • Analizowanie budowy tokarki, frezarki, wiertarki. • Rozpoznawanie rodzajów złączy spawanych i spoin. • Dobieranie rodzaju złącza i spoiny do spawania określonych

elementów. • Dobieranie sposobu zgrzewania do łączenia określonych elementów. • Dobieranie metody lutowania, lutu i topnika do łączenia określonych

elementów. • Ustalanie kolejności wykonania czynności w procesie zgrzewania

elementów wykonanych z tworzyw sztucznych.

5. Monta Ŝ maszyn Formy i metody montaŜu. Urządzenia, narzędzia i przyrządy montaŜowe. Proces technologiczny montaŜu. MontaŜ i demontaŜ typowych części maszyn i zespołów. Dokumentacja technologiczna montaŜu. Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska stosowane podczas montaŜu części.

Ćwiczenia: • Analizowanie przykładowej dokumentacji montaŜu maszyn. • Planowanie montaŜu łoŜyska tocznego stoŜkowego. • RozróŜnianie urządzeń i przyrządów montaŜowych. Środki dydaktyczne Kodeks pracy. Przepisy dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy. Polskie Normy i akty prawne dotyczące ergonomii. Ilustracje i fotografie – zagroŜenia na stanowiskach pracy. WyposaŜenie do nauki udzielania pierwszej pomocy (fantom, środki medyczne). Sprzęt gaśniczy, gaśnice. OdzieŜ ochronna i sprzęt ochrony indywidualnej. Próbki stopów Fe-C, metali nieŜelaznych i ich stopów. Próbki materiałów niemetalowych. Modele złącz spawanych, zgrzewanych, lutowanych i klejonych. Wyroby walcowane, kute i tłoczone.

18

Modele maszyn i urządzeń. Przyrządy pomiarowe. Wzorce chropowatości. Narzędzia do obróbki skrawaniem. Foliogramy i fazogramy dotyczące bhp, pomiarów warsztatowych, technik wytwarzania, montaŜu maszyn i urządzeń. Filmy dydaktyczne przedstawiające róŜne techniki wytwarzania oraz montaŜu maszyn i urządzeń. Prezentacje multimedialne dotyczące bhp, mechanicznych technik wytwarzania, montaŜu maszyn i urządzeń. Programy komputerowe do symulacji procesów technologicznych. Wykres Ŝelazo-węgiel. Dokumentacja technologiczna. Poradniki, katalogi. Uwagi o realizacji

Program nauczania przedmiotu Technologia mechaniczna obejmuje zintegrowane treści z zakresu: bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej, ochrony środowiska, materiałoznawstwa, pomiarów warsztatowych, mechanicznych technik wytwarzania oraz montaŜu maszyn. Program powinien być realizowany w korelacji z przedmiotami: Zajęcia praktyczne oraz Eksploatacja maszyn i urządzeń energetycznych.

W procesie nauczania-uczenia się wskazane jest łączenie teorii z praktyką poprzez odpowiedni dobór ćwiczeń, wykorzystywanie wiadomości i umiejętności uczniów z innych obszarów tematycznych oraz rozwijanie umiejętności samokształcenia i korzystania z róŜnych źródeł informacji.

W trakcie realizacji treści programowych proponuje się stosować następujące metody: – pokaz z objaśnieniem, – dyskusję dydaktyczną, – metodę przewodniego tekstu, – metodę przypadków, – inscenizacji, – ćwiczenia praktyczne.

Podczas ćwiczeń uczniowie powinni posługiwać się katalogami, dokumentacją techniczną, dokumentacją warsztatową, poradnikami oraz korzystać z Internetu.

W procesie nauczania-uczenia się szczególną uwagę naleŜy zwrócić na kształtowanie umiejętności stosowania przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej, ochrony środowiska oraz udzielania pierwszej pomocy. Uczniowie powinni rozpoznawać

19

nieprawidłowości i zagroŜenia, które mogą wystąpić w procesie pracy. Podczas realizacji treści z tego zakresu poleca się wykorzystanie filmów dydaktycznych dotyczących bezpieczeństwa i higieny pracy.

Pomiary wielkości geometrycznych powinny być poprzedzone realizacją treści z zakresu tolerancji i pasowań. Ze względu na to, Ŝe ich zrozumienie moŜe sprawić uczniom trudności, podczas wprowadzania i utrwalania pojęć z tego zakresu naleŜy przeprowadzić znaczną ilość ćwiczeń obliczeniowych.

W trakcie realizacji treści z zakresu materiałoznawstwa szczególną uwagę naleŜy zwrócić na rodzaje, właściwości i zastosowanie poszczególnych grup materiałów konstrukcyjnych. Przed przystąpieniem do realizacji treści z zakresu obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej naleŜy zapoznać uczniów z wykresem Fe-C. Podczas ćwiczeń uczniowie powinni korzystać z katalogów, PN oraz poradników. Wskazane jest równieŜ korzystanie z Internetu w celu pozyskiwania informacji na temat materiałów, zamieszczonych przez ich producentów lub firmy zajmujące się ich dystrybucją.

Podczas realizacji treści dotyczących technik wytwarzania oraz montaŜu maszyn zaleca się łączenie teorii z praktyką, poprzez prezentację filmów dydaktycznych, symulacyjnych programów komputerowych oraz organizowanie wycieczek dydaktycznych. Wskazane jest, aby podczas wycieczki uczniowie prowadzili obserwacje w zespołach 2-3 osobowych według arkuszy przygotowanych przez nauczyciela. Przed wycieczką naleŜy zapoznać uczniów z przepisami bezpieczeństwa obowiązującymi podczas jej trwania. Po wycieczce nauczyciel powinien podsumować wyniki obserwacji uczniów.

W procesie dydaktycznym naleŜy kształtować postawy zawodowe, takie jak: rzetelność, odpowiedzialność za pracę, dbałość o jej jakość, poszanowanie dla pracy innych, racjonalne stosowanie materiałów.

Zajęcia powinny odbywać się w pracowni konstrukcji i technologii mechanicznej wyposaŜonej w techniczne środki kształcenia oraz zestawy foliogramów, narzędzi, przyrządów, modeli, eksponatów i filmów dydaktycznych. Na potrzeby własne i uczniów, nauczyciel powinien posiadać podręczną bibliotekę wyposaŜoną w literaturę naukową i popularnonaukową, PN oraz czasopisma techniczne.

Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w poszczególnych działach tematycznych stanowią propozycję do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres ćwiczeń moŜe być rozszerzony w zaleŜności od potrzeb edukacyjnych i moŜliwości szkoły.

W zaleŜności od treści programu podczas zajęć naleŜy stosować formę pracy zbiorowej, grupowej oraz indywidualnej. Ćwiczenia powinny być realizowane w grupie do 15 uczniów, z podziałem na zespoły 2-3 osobowe lub indywidualnie.

20


Lp. Działy tematyczne Orientacyjna liczba godzin

1. Bezpieczeństwo i higiena pracy, ochrona przeciwpoŜarowa i ochrona środowiska

16

2. Materiałoznawstwo 26 3. Metrologia warsztatowa 18 4. Techniki wytwarzania 40 5. MontaŜ maszyn 8

Razem 108

Podana w tabeli liczba godzin na realizację poszczególnych działów ma charakter orientacyjny. Nauczyciel moŜe wprowadzić pewne zmiany mające na celu dostosowanie programu od potrzeb edukacyjnych. Propozycje metod sprawdzania i oceny osi ągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie postępów ucznia powinno odbywać się systematycznie według określonych kryteriów.

Proces oceniania powinien obejmować: −−−− diagnozę poziomu wiadomości i umiejętności uczniów pod kątem

załoŜonych celów kształcenia, −−−− identyfikowanie postępów uczniów w procesie kształcenia oraz

rozpoznawanie trudności w osiąganiu załoŜonych celów kształcenia, −−−− sprawdzanie wiadomości i umiejętności uczniów po zrealizowaniu

programu. Osiągnięcia uczniów naleŜy oceniać w zakresie zaplanowanych celów

kształcenia na podstawie: ustnych sprawdzianów, pisemnych sprawdzianów, testów osiągnięć szkolnych, ukierunkowanej obserwacji czynności uczniów podczas wykonywania ćwiczeń.

Podczas kontroli dokonywanej w formie ustnej, naleŜy zwracać uwagę na operowanie zdobytą wiedzą, merytoryczną jakość wypowiedzi, właściwe stosowanie pojęć technicznych, poprawność wnioskowania.

Umiejętności praktyczne powinny być sprawdzane na podstawie obserwacji czynności uczniów w trakcie wykonywania ćwiczeń. Podczas obserwacji naleŜy zwrócić uwagę na: −−−− merytoryczną poprawność wykonanego ćwiczenia, −−−− korzystanie z róŜnych źródeł informacji, −−−− prezentowanie i uzasadnianie wyników własnej pracy, −−−− pracę w zespole.

Po zakończeniu realizacji programu przedmiotu proponuje się zastosować test pisemny z zadaniami wielokrotnego wyboru.

21

W ocenie końcowej naleŜy uwzględnić wyniki wszystkich zastosowanych przez nauczyciela metod sprawdzania osiągnięć uczniów. Literatura Dretkiewicz-Więch J.: Technologia mechaniczna. Techniki wytwarzania. WSiP, Warszawa 2000 Erbel J. (red.): Encyklopedia technik wytwarzania stosowanych w przemyśle maszynowym (t.1 i t.2), Oficyna wydawnicza PW, Warszawa 2001 Górecki A.: Technologia ogólna. Podstawy technologii mechanicznych. WSiP, Warszawa 2000 Jakubiec W., Malinowski J.: Metrologia wielkości geometrycznych. ISBN, Warszawa 1999 Malinowski J.: Pasowania i pomiary. WSiP, Warszawa 1993 Okoniewski S.: Technologia maszyn. WSiP, Warszawa 1996 Szucki T.: Materiały do ćwiczeń z technologii wytwarzania. Oficyna wydawnicza PW, Warszawa 1999 Wilczyński K. (red.): Przetwórstwo tworzyw sztucznych, Oficyna wydawnicza PW, Warszawa 2000 Wojtkun F., Bukała W.: Materiałoznawstwo. Część 1 i 2. WSiP, Warszawa 1999 Zawistowski J. (red.): Ćwiczenia laboratoryjne z metrologii. Oficyna wydawnicza PW, Warszawa 1999 Zawora J.: Podstawy technologii maszyn. WSiP, Warszawa 2001 Praca zbiorowa: Mały poradnik mechanika. WNT, Warszawa 1999 Wykaz literatury naleŜy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

22

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− wyjaśnić podstawowe zjawiska zachodzące w polu elektrycznym,

magnetycznym i elektromagnetycznym, −−−− określić wpływ pola elektromagnetycznego na organizm ludzki, −−−− rozróŜnić elementy obwodów elektrycznych i elektronicznych, −−−− zastosować podstawowe prawa elektrotechniki do obliczania

obwodów elektrycznych prądu stałego i przemiennego oraz układów elektronicznych,

−−−− określić podstawowe parametry elementów i układów elektronicznych, −−−− rozróŜnić podstawowe układy analogowe, cyfrowe przetworniki A/C

i C/A, −−−− scharakteryzować podstawowe właściwości materiałów

konstrukcyjnych, przewodzących, rezystywnych, dielektrycznych, pokryć powierzchniowych oraz tworzyw sztucznych i półprzewodników,

−−−− wyjaśnić zasadę działania maszyn i urządzeń elektrycznych, −−−− wyjaśnić zasadę działania transformatorów energetycznych, −−−− wyjaśnić zasadę działania napędu elektrycznego, −−−− wyjaśnić zasadę działania serwonapędów, −−−− scharakteryzować elementy aparatury zabezpieczeniowej, −−−− scharakteryzować podstawowe elementy instalacji elektrycznej, −−−− wykonać pomiary podstawowych wielkości elektrycznych oraz

parametrów elementów elektrycznych i elektronicznych, −−−− zinterpretować wyniki pomiarów przedstawione w formie tabel lub

wykresów, −−−− oszacować błędy pomiarów na podstawie zastosowanych metod oraz

parametrów przyrządów pomiarowych, −−−− zanalizować działanie typowych elementów układów elektronicznych, −−−− rozróŜnić maszyny i urządzenia elektryczne oraz urządzenia

energoelektroniczne, −−−− zanalizować na podstawie schematów ideowych działanie układów

elektrycznych, −−−− dokonać montaŜu układów elektrycznych na podstawie dokumentacji

technicznej, −−−− dokonać montaŜu i demontaŜu aparatów, maszyn oraz urządzeń

elektrycznych, −−−− zastosować połączenia elektryczne i mechaniczne w maszynach

i urządzeniach elektrycznych,

23

−−−− rozróŜnić elementy składowe linii napowietrznych i kablowych oraz stacji elektroenergetycznych,

−−−− wykorzystać programy komputerowe do opracowywania wyników pomiarów,

−−−− skorzystać z katalogów, norm i dokumentacji technicznej, −−−− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwpoŜarowej, ochrony przeciwporaŜeniowej oraz ochrony środowiska,

−−−− dobrać środki ochrony indywidualnej do rodzaju wykonywanej pracy. Materiał nauczania

1. Pole elektryczne Definicja i obraz pola elektrycznego. Prawo zachowania ładunku i prawo Coulomba. Podstawowe wielkości dotyczące pola elektrycznego: natęŜenie, napięcie i potencjał elektryczny. Pojemność elektryczna. Kondensatory - budowa i rodzaje. Sposoby łączenia kondensatorów. Pojemność zastępcza kondensatorów połączonych szeregowo, równolegle i w sposób mieszany. Ćwiczenia: • Obliczanie siły wzajemnego oddziaływania między dwoma ładunkami

punktowymi. • Obliczanie podstawowych wielkości charakteryzujących pole

elektryczne: natęŜenia, napięcia i potencjału elektrycznego. • Obliczanie pojemności elektrycznej. • Obliczanie pojemności kondensatorów (płaskiego, cylindrycznego). • Obliczanie pojemności zastępczej kondensatorów połączonych

równolegle. • Obliczanie pojemności zastępczej kondensatorów połączonych

szeregowo. • Obliczanie pojemności zastępczej kondensatorów połączonych

równolegle i szeregowo. 2. Obwody pr ądu stałego Rodzaje i gęstość prądu elektrycznego. Prąd elektryczny w przewodnikach. Podstawowe wielkości charakteryzujące obwody prądu stałego: sem, napięcie, prąd elektryczny. Prawo Ohma dla obwodu i odcinka obwodu. Znakowanie zwrotu prądu i napięcia. Rezystancja, rezystywność, konduktancja, konduktywność. ZaleŜność rezystancji od temperatury. Moc i energia prądu elektrycznego. Rezystory i ich charakterystyki. Elementy obwodu prądu stałego.

24

Liniowość i nieliniowość obwodu. I prawo Kirchhoffa. II prawo Kirchhoffa. Szeregowe połączenie rezystorów. Równoległe połączenie rezystorów. Schematy zastępcze i stany pracy źródeł energii elektrycznej. Bilans mocy. Ćwiczenia: • Obliczanie napięcia i natęŜenia prądu elektrycznego. • Rozpoznawanie podstawowych symboli graficznych stosowanych

w obwodach elektrycznych. • Znakowanie zwrotu prądu i napięcia. • Obliczanie rezystancji, konduktancji. • Sprawdzanie słuszności prawa Ohma. • RozróŜnianie rezystorów na podstawie ich symboli i charakterystyk. • Sprawdzanie słuszności I prawa Kirchhoffa. • Sprawdzanie słuszności II prawa Kirchhoffa. • Obliczanie prądów i napięć w obwodach rozgałęzionych. • Wykonywanie pomiaru prądów i napięć w obwodach rozgałęzionych. • Badanie obwodu prądu stałego z szeregowym połączeniem

rezystorów. • Badanie obwodu prądu stałego z równoległym połączeniem

rezystorów. • Obliczanie rezystancji zastępczej w szeregowym i równoległym

połączeniu rezystorów. • Obliczanie mocy i energii prądu stałego. • Wykonywanie pomiarów rezystancji róŜnymi metodami. • Wykonywanie pomiarów oraz regulacja napięcia i natęŜenia prądu

elektrycznego. • Wykonywanie pomiarów napięć i prądów w obwodach o róŜnej

konfiguracji. • Wykonywanie pomiaru mocy elektrycznej odbiornika oraz układów

odbiorników. • Obliczanie parametrów źródła napięcia w róŜnych stanach jego pracy. 3. Obwody pr ądu przemiennego Powstawanie prądu sinusoidalnie zmiennego. Wielkości charakteryzujące przebiegi sinusoidalne. Przesunięcie fazowe oraz wartość skuteczna i średnia prądu sinusoidalnego. Elementy rzeczywiste i idealne. Dwójnik o rezystancji R. Dwójnik o indukcyjności L. Dwójnik o pojemności C. Dwójnik szeregowy RL. Dwójnik szeregowy RC. Dwójnik szeregowy RLC. Dwójnik równoległy RLC. Prawa Kirchhoffa w obwodach prądu zmiennego. Moc chwilowa, czynna, bierna i pozorna.

25

Współczynnik mocy. Moc w rezystorze idealnym, cewce idealnej i w kondensatorze idealnym. Ćwiczenia: • Obliczanie podstawowych wielkości charakteryzujących przebiegi

sinusoidalne. • Obliczanie wartości skutecznej i średniej prądu sinusoidalnego. • Określanie przesunięcia fazowego. • Obliczanie podstawowych wielkości charakteryzujących dwójnik

o rezystancji R. • Obliczanie podstawowych wielkości charakteryzujących dwójnik

o indukcyjności L. • Obliczanie podstawowych wielkości charakteryzujących dwójnik

o pojemności C. • Badanie szeregowego połączenia elementów RL. • Badanie szeregowego połączenia elementów RC. • Badanie szeregowego połączenia elementów RLC. • Badanie równoległego połączenia elementów RLC. • Obliczanie mocy czynnej, biernej i pozornej. • Wyznaczanie mocy czynnej, biernej i pozornej na podstawie

pomiarów. • Wykonywanie pomiarów indukcyjności i pojemności elementów

metodą techniczną. • Obliczanie prądów i napięć w prostych obwodach RL, RC. • Wyznaczanie kąta przesunięcia fazowego za pomocą oscyloskopu

dwustrumieniowego. 4. Pole magnetyczne i elektromagnetyczne Powstawanie i obraz pola magnetycznego. Siła działająca na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym. Podstawowe wielkości charakteryzujące pole magnetyczne: strumień magnetyczny, natęŜenie pola magnetycznego. Prawo przepływu. Prawo Biota i Savarta. Właściwości magnetyczne materiałów. Magnesowanie materiałów. Indukcyjność własna i wzajemna cewki. Energia pola magnetycznego. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Zjawisko indukcji własnej i wzajemnej. Podstawowe elementy obwodów magnetycznych. Konstrukcje obwodów magnetycznych. Podstawowe prawa obwodów magnetycznych. Ćwiczenia: • Określanie zwrotu linii pola magnetycznego. • Obliczanie siły działającej na przewód z prądem umieszczony w polu

26

magnetycznym. • Określanie zwrotu siły działającej na przewód z prądem umieszczony

w polu magnetycznym. • Obliczanie strumienia magnetycznego, natęŜenia pola

magnetycznego oraz przepływu. • Określanie właściwości magnetycznych materiałów. • Rozpoznawanie materiałów magnetycznie twardych i miękkich na

podstawie ich charakterystyk magnesowania. • Obliczanie energii pola magnetycznego. • Wykonywanie pomiaru indukcyjności własnej. • Wykonywanie pomiaru indukcyjności wzajemnej. • Obliczanie wartości napięcia indukcji własnej i wzajemnej. • RozróŜnianie konstrukcji obwodów magnetycznych. • Obliczanie prostych obwodów magnetycznych z zastosowaniem

podstawowych praw. 5. Układy trójfazowe Klasyfikacja układów trójfazowych. Elementy układów trójfazowych. Powstawanie napięcia trójfazowego. Układy trójfazowe symetryczne. Połączenie odbiornika w gwiazdę. Połączenie odbiornika w trójkąt. Układy trójfazowe niesymetryczne. Układ czteroprzewodowy. Układ trójprzewodowy. Pomiar mocy w układach trójfazowych. Współczynnik mocy w układach trójfazowych. Sposoby poprawy współczynnika mocy. Budowa i zasada działania trójfazowych liczników indukcyjnych. Ćwiczenia: • RozróŜnianie podstawowych elementów układu trójfazowego. • Obliczanie podstawowych wielkości układu trójfazowego

symetrycznego z odbiornikiem połączonym w gwiazdę. • Obliczanie podstawowych wielkości układu trójfazowego

symetrycznego z odbiornikiem połączonym w trójkąt. • Badanie układu trójfazowego połączonego w trójkąt. • Badanie układu trójfazowego połączonego w gwiazdę. • Wykonywanie pomiaru mocy metodą trzech watomierzy. • Wykonywanie pomiaru mocy metodą dwóch watomierzy. • Dobieranie baterii kondensatorów do poprawy współczynnika mocy. • Wykonywanie pomiaru energii elektrycznej pobieranej przez odbiornik

trójfazowy z sieci z zastosowaniem licznika trójfazowego.

27

6. Materiałoznawstwo elektryczne Metale i ich stopy. Tworzywa sztuczne. Materiały elektroizolacyjne. Powłoki ochronne. Materiały przewodzące. Materiały oporowe. Dielektryki i izolatory. Materiały magnetyczne. Materiały półprzewodnikowe. Rezystory. Kondensatory. Podzespoły indukcyjne. Ćwiczenia: • Rozpoznawanie próbek róŜnych materiałów. • Określanie właściwości i zastosowania próbek róŜnych materiałów. • Określanie właściwości materiałów oraz ich zastosowania

na podstawie norm i katalogów. • Rozpoznawanie rodzaju połączenia elektrycznego na podstawie

wyglądu zewnętrznego. 7. Metrologia elektryczna Budowa mierników analogowych. Zasada działania i zastosowanie mierników analogowych. Mierniki cyfrowe - budowa i zasada działania. Błąd bezwzględny i względny, klasa dokładności. Symbole i oznaczenia mierników. Pomiar napięcia - poszerzanie zakresu pomiarowego woltomierza. Pomiar natęŜenia prądu elektrycznego - poszerzanie zakresu pomiarowego amperomierza. Pomiar rezystancji metodą techniczną i mostkową. Testery i próbniki. Zastosowanie oscyloskopu. Ćwiczenia: • Obliczanie błędów pomiaru. • Określanie klasy dokładności mierników. • Określanie zastosowania miernika na podstawie symboli i oznaczeń. • Wykonywanie pomiaru napięcia i natęŜenia prądu stałego

z wykorzystaniem mierników analogowych i cyfrowych. • Wykonywanie pomiaru częstotliwości, napięcia i natęŜenia prądu

przemiennego. • Wykonywanie pomiaru wybranych wielkości elektrycznych

z wykorzystaniem oscyloskopu. • Wykonywanie pomiaru rezystancji omomierzem, metodą techniczną

i mostkową. • Lokalizacja prostych uszkodzeń w połączeniach elektrycznych

testerem i próbnikiem. 8. Maszyny i nap ęd elektryczny Klasyfikacja maszyn elektrycznych. Maszyny prądu stałego. Układy połączeń maszyn prądu stałego. Uzwojenia maszyn prądu stałego. Maszyny prądu przemiennego. Rodzaje maszyn indukcyjnych. Silniki

28

indukcyjne jednofazowe i trójfazowe. Uzwojenia maszyn indukcyjnych. Wielkości charakteryzujące pracę silnika indukcyjnego. Bilans mocy i sprawność. Praca silnikowa maszyny indukcyjnej. Zjawiska występujące podczas pracy silnika indukcyjnego. Maszyny synchroniczne - rodzaje i zastosowanie. Silnik synchroniczny i jego właściwości ruchowe. Prądnice synchroniczne. Praca równoległa prądnic synchronicznych. Eksploatacja prądnic synchronicznych. Budowa i zasada działania transformatora jednofazowego. Parametry opisujące transformatory. Stany pracy transformatora. Budowa transformatorów energetycznych. Chłodzenie transformatorów duŜych mocy. Układy i grupy połączeń transformatorów trójfazowych. Regulacja napięcia w transformatorze. Straty mocy i sprawność transformatora. Napęd elektryczny - pojęcie i rodzaje. Stateczność i dynamika napędu. Rozruch silników elektrycznych. Regulacja prędkości obrotowej. Hamowanie. Ćwiczenia: • RozróŜnianie elementów maszyn elektrycznych. • Czytanie schematów elektrycznych maszyn prądu stałego. • Obliczanie podstawowych parametrów maszyn prądu stałego. • Pomiar rezystancji uzwojeń twornika i rezystancji uzwojenia

wzbudzenia oraz rezystancji izolacji między uzwojeniami a obudową. • Badanie silnika prądu stałego. • Badanie prądnicy prądu stałego. • RozróŜnianie elementów maszyn prądu przemiennego. • Dobieranie rodzaju, typu i parametrów maszyny prądu przemiennego

do określonego zadania. • Obliczanie podstawowych parametrów silników indukcyjnych. • Badanie silnika prądu przemiennego. • Obliczanie podstawowych parametrów transformatorów. • Wyznaczanie charakterystyk transformatorów. • Badanie transformatora jednofazowego. • Badanie transformatora trójfazowego. • Badanie transformatorów energetycznych. • Badanie układu napędowego z silnikiem prądu stałego. • Badanie układu napędowego z silnikiem prądu przemiennego. 9. Instalacje elektroenergetyczne Rodzaje, budowa, parametry znamionowe przewodów elektrycznych. Zasady oznaczania przewodów elektrycznych. Dobieranie przewodów do określonego obciąŜenia i warunków pracy instalacji elektrycznej. Kable elektroenergetyczne. Osprzęt instalacyjny. Łączniki niskiego napięcia. Rodzaje, budowa, zasada działania i zastosowanie styczników.

29

Budowa, zasada działania i zastosowanie przekaźników termicznych. Wyłączniki instalacyjne nadprądowe. Rodzaje zakłóceń występujących w instalacjach. Rodzaje i charakterystyka zwarć w sieciach niskiego napięcia. Środki ochrony przed skutkami oddziaływania cieplnego. Środki ochrony przed prądem przetęŜeniowym. Środki ochrony przed spadkiem napięcia i przepięciami. Ćwiczenia: • Rozpoznawanie rodzaju przewodu elektrycznego na podstawie

oznaczenia oraz wyglądu. • Dobieranie przewodów elektrycznych do określonych warunków

pracy. • Rozpoznawanie osprzętu instalacyjnego. • Rozpoznawanie łączników na podstawie wyglądu oraz oznaczeń. • Badanie styczników elektromagnetycznych. • Badanie wyłącznika instalacyjnego nadprądowego. • Badanie wyłącznika róŜnicowoprądowego. • Montowanie urządzeń stosowanych do ochrony

przeciwprzepięciowej. • Dobieranie zabezpieczeń instalacji elektrycznej o szczególnym

zagroŜeniu poŜarowym i cieplnym. 10. Podstawy elektroniki Diody półprzewodnikowe. Tranzystory bipolarne. Tranzystory unipolarne. Półprzewodnikowe elementy przełączające. Układy prostownicze niesterowane. Układy prostownicze sterowane. Stabilizatory napięcia i prądu. Falowniki. Podstawowe układy wzmacniające. SprzęŜenie zwrotne we wzmacniaczach. Wzmacniacze napięciowe. Wzmacniacz operacyjny. Wzmacniacz mocy. Sygnały analogowe i cyfrowe. Systemy zapisu liczb. Operacje logiczne. Realizacja układów logicznych. Podstawowe układy logiczne. Rejestry. Liczniki. Bloki arytmetyczne. Układy kombinacyjne. Przetworniki analogowo-cyfrowe. Przetworniki cyfrowo-analogowe. Ćwiczenia: • Rozpoznawanie podstawowych elementów elektronicznych

na podstawie symboli i danych katalogowych. • Badanie diod półprzewodnikowych. • Badanie tranzystorów bipolarnych. • Badanie tranzystorów unipolarnych. • Badanie tyrystorów. • Badanie prostownika niesterowanego.

30

• Badanie prostownika sterowanego. • Obliczanie podstawowych parametrów stabilizatora napięcia i prądu. • Rozpoznawanie podstawowych układów wzmacniających. • Wyznaczanie punktu pracy tranzystora we wzmacniaczach. • Badanie wzmacniacza operacyjnego. • Badanie wzmacniacza mocy. • RozróŜnianie sygnału analogowego od cyfrowego. • Wykonywanie podstawowych działań logicznych. • RozróŜnianie układów logicznych. • Badanie podstawowych funktorów logicznych. • Badanie rejestrów i liczników. • RozróŜnianie przetworników analogowo-cyfrowych. • RozróŜnianie przetworników cyfrowo-analogowych. 11. Serwonap ędy Pojęcie i klasyfikacja serwonapędów. Budowa i zasada działania serwonapędów. Elementy funkcjonalne serwonapędów - prostownik, tranzystor IGBT. Regulacja prędkości obrotowej oraz kąta obrotu serwonapędu. Ćwiczenia: • Dobieranie serwonapędów na podstawie danych katalogowych. • Badanie serwonapędu maszyny. 12. Sieci elektryczne Budowa linii napowietrznej. Konstrukcje wsporcze. Fundamenty i uziemienia. Zawieszenia przewodów. Linie kablowe. Łączniki wysokiego napięcia. Stacje i rozdzielnie elektroenergetyczne. Układy połączeń obwodów głównych. Rozwiązania konstrukcyjne stacji. Urządzenia stacji. Eksploatacja linii napowietrznych. Eksploatacja linii kablowych. Zakłócenia w systemie energetycznym. Zabezpieczenia elektroenergetyczne. Przekaźniki energetyczne. Zabezpieczenia linii elektroenergetycznych. Zabezpieczenia transformatorów. System automatyki zabezpieczeniowej. Klasyfikacja elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej. Rodzaje i struktura urządzeń EAZ. Przekładniki elektroenergetyczne. Przekładniki prądowe. Warunki pracy i dobór przekładnika prądowego do zabezpieczeń. Układy połączeń przekładników prądowych. Przekładniki napięciowe. Filtry zerowe prądu i napięcia. Obwody pomocnicze, sterownicze i sygnalizacyjne. Elektroenergetyczna Automatyka Zabezpieczeniowa - SPZ i SZR. Praca generatora synchronicznego w systemie elektroenergetycznym. Stabilność SEE.

31

Ćwiczenia: • RozróŜnianie elementów linii napowietrznej na podstawie schematów. • Dobieranie zabezpieczeń do ochrony przed skutkami zwarć. • Dobieranie zabezpieczeń do ochrony przed skutkami przeciąŜeń. • Dobieranie zabezpieczeń do ochrony przed spadkiem napięcia

i zanikiem jednej fazy napięcia zasilania. • Badanie przekaźników nadprądowych. • Badanie zabezpieczeń róŜnicowych. • Badanie systemu automatyki zabezpieczeniowej. • Sprawdzanie poprawności działania zamontowanych zabezpieczeń.

13. Bezpiecze ństwo i higiena pracy, ochrona przeciwpo Ŝarowa

i przeciwpora Ŝeniowa Czynniki szkodliwe dla zdrowia, uciąŜliwe i niebezpieczne występujące w pracy technika energetyka. Zasady organizowania bezpiecznych i higienicznych warunków pracy. Bezpieczeństwo pracy przy urządzeniach elektrycznych. Środki ochrony podstawowej i dodatkowej. ZagroŜenia poŜarowe. Przepisy ochrony przeciwpoŜarowej. Zasady ochrony środowiska na stanowisku pracy. Zasady postępowania w razie wypadku i awarii. Udzielanie pierwszej pomocy w przypadku poraŜenia prądem elektrycznym. Ćwiczenia: • Rozpoznawanie przewodów, sygnalizacji i blokad urządzeń

elektrycznych na podstawie ich oznaczeń. • Rozpoznawanie zagroŜeń dla Ŝycia, zdrowia i mienia na stanowisku

pracy. • Dobieranie środków ochrony podstawowej i dodatkowej. • Stosowanie środków gaśniczych do gaszenia poŜaru. • Udzielanie pierwszej pomocy osobie poraŜonej prądem elektrycznym. Środki dydaktyczne Przyrządy pomiarowe analogowe i cyfrowe. Próbki róŜnych materiałów: przewodzących, elektroizolacyjnych, magnetycznych, konstrukcyjnych. Próbki przewodów elektrycznych. Zestawy łączników instalacyjnych. Typowe zabezpieczenia przed skutkami zwarć i przeciąŜeń. Elektrochemiczne źródła prądu, silniki elektryczne prądu stałego i przemiennego, prądnice.

32

Proste instalacje elektryczne, styczniki, przekaźniki, wyłączniki nadprądowe oraz róŜnicowoprądowe. Proste układy elektroniczne (prostowniki, wzmacniacze). Układy elektryczne, stabilizator napięcia, prostownik. Elementy logiczne typu: OR, NOR, AND, NAND, NOT, EXOR. Przepisy dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska. Środki ochrony indywidualnej: sprzęt i odzieŜ ochronna. Podstawowy sprzęt gaśniczy. Instrukcje do ćwiczeń. Rezystory, kondensatory, cewki. Uniwersalne zasilacze napięcia stałego. Programy komputerowe do symulacji zjawisk występujących w obwodach prądu stałego i przemiennego jedno- i trójfazowego. Programy komputerowe do opracowywania wyników pomiarów. Programy komputerowe do symulacji zjawisk występujących w obwodach prądu stałego, zmiennego i trójfazowego. Programy komputerowe do symulacji zjawisk zachodzących w polu magnetycznym oraz w obwodach magnetycznych. RóŜne konstrukcje obwodów magnetycznych. Oscyloskopy dwukanałowe cyfrowe lub analogowe. Autotransformatory, jednofazowe liczniki energii elektrycznej. Podstawowe elementy elektroniczne: diody, tranzystory i tyrystory. Serwonapędy. Rejestry, liczniki, przetworniki AC i CA. Uwagi o realizacji

Celem realizacji programu nauczania przedmiotu Elektrotechnika i elektronika jest zapoznanie ucznia z wiedzą dotyczącą obwodów prądu stałego, zmiennego i trójfazowego, pola elektrycznego oraz magnetycznego, metrologii elektrycznej, podstaw elektroniki, maszyn i napędu elektrycznego, serwonapędów, instalacji elektrycznych, aparatury zabezpieczeniowej oraz bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej i przeciwporaŜeniowej. Realizując program naleŜy zwrócić szczególną uwagę na kształtowanie umiejętności wykonywania pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych, interpretowania wyników pomiarów, rozróŜniania maszyn i urządzeń elektrycznych oraz wykonywania montaŜu układów elektrycznych na podstawie dokumentacji technicznej.

W trakcie realizacji treści programowych proponuje się stosować następujące metody nauczania: dyskusję dydaktyczną, metodę przewodniego tekstu, pokaz z objaśnieniem oraz ćwiczenia praktyczne. Podczas ćwiczeń uczniowie powinni posługiwać się katalogami,

33

dokumentacją techniczną, dokumentacją warsztatową, poradnikami oraz korzystać z Internetu.

Treści programowe powinny być realizowane w róŜnych formach organizacyjnych. Zajęcia teoretyczne naleŜy uzupełniać ćwiczeniami wykonywanymi w grupach lub indywidualnie. Praca w grupie pozwoli na kształtowanie umiejętności komunikowania się, dyskusji, podejmowania decyzji oraz prezentacji wyników. Czas przeznaczony na wykonywanie ćwiczeń powinien wynosić co najmniej 50% liczby godzin przewidzianych na realizację programu przedmiotu.


Realizując program szczególną uwagę naleŜy zwrócić na kształtowanie nawyków prawidłowego zachowania się podczas pracy z urządzeniami elektrycznymi, przestrzegania przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej i przeciwporaŜeniowej oraz ochrony środowiska. Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w działach tematycznych stanowią propozycję do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres ćwiczeń moŜe być rozszerzony w zaleŜności od potrzeb edukacyjnych i moŜliwości szkoły. Ćwiczenia naleŜy realizować w pracowni elektrotechniki i elektroniki

w grupie do 12-15 osób, z podziałem na 4 osobowe zespoły na wydzielonych stanowiskach pracy.

Pracownia elektryczna i elektroniczna powinna być wyposaŜona w komputer oraz programy do opracowywania wyników pomiarów, a takŜe w programy symulacyjne.

34

Proponuje się następujący podział godzin na realizację działów tematycznych:



1. Pole elektryczne 15 2. Obwody prądu stałego 17 3. Obwody prądu przemiennego 17 4. Pole magnetyczne i elektromagnetyczne 15 5. Układy trójfazowe 15 6. Materiałoznawstwo elektryczne 10 7. Metrologia elektryczna 12 8. Maszyny i napęd elektryczny 20 9. Instalacje elektroenergetyczne 23

10. Podstawy elektroniki 17 11. Serwonapędy 8 12. Sieci elektryczne 30

13. Bezpieczeństwo i higiena pracy, ochrona przeciwpoŜarowa i przeciwporaŜeniowa

9

Razem 208

Podana w tabeli liczba godzin na realizację poszczególnych działów ma charakter orientacyjny. Nauczyciel moŜe wprowadzić pewne zmiany mające na celu dostosowanie programu do potrzeb edukacyjnych. Propozycje metod sprawdzania i oceny osi ągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów naleŜy prowadzić systematycznie, na podstawie określonych kryteriów. Podstawą określenia kryteriów powinny być szczegółowe cele kształcenia zaplanowane w programie nauczania.

W wyniku procesu sprawdzania i oceniania osiągnięć uczniów uzyskuje się informacje dotyczące poziomu i zakresu opanowania umiejętności określonych w szczegółowych celach kształcenia.

Kontrola i ocena osiągnięć uczniów moŜe być dokonywana na podstawie: −−−− sprawdzianów ustnych i pisemnych, −−−− testów osiągnięć szkolnych, −−−− obserwacji pracy ucznia podczas wykonywania ćwiczeń.

Podczas kontroli i oceny przeprowadzanej w formie ustnej naleŜy zwracać uwagę na umiejętności operowania nabytą wiedzą, na merytoryczną jakość wypowiedzi, właściwe stosowanie pojęć technicznych.

Podczas oceniania osiągnięć uczniów naleŜy zwracać uwagę na: −−−− posługiwanie się terminologią techniczną, −−−− rozpoznawanie róŜnych rodzajów elementów obwodów elektrycznych,

35

−−−− łączenie układów elektrycznych na podstawie schematu, −−−− wykonywanie pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych, −−−− rozróŜnianie urządzeń elektrycznych, −−−− stosowanie podstawowych praw przy rozwiązywaniu zadań

praktycznych. Do oceny wykonywanych ćwiczeń zaleca się opracować kartę

obserwacji, która powinna uwzględniać: −−−− aktywność ucznia podczas wykonywania ćwiczenia, −−−− wykorzystywanie róŜnych źródeł informacji, −−−− współpracę w zespole, −−−− poprawność merytoryczną wykonywanego ćwiczenia, −−−− prezentację ćwiczenia, −−−− systematyczność w pracy oraz terminowość.

Po zakończeniu realizacji programu poszczególnych działów tematycznych proponuje się zastosowanie testu pisemnego dwustopniowego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi.

W ocenie końcowej osiągnięć uczniów naleŜy uwzględniać wyniki wszystkich metod sprawdzania zastosowanych przez nauczyciela. Literatura Barlik R., Nowak M.: Układy sterowania i regulacji urządzeń energoelektronicznych. WSiP, Warszawa 1998 Bartodziej G., KałuŜa E.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 2000 Bolkowski S.: Elektrotechnika. WSiP, Warszawa 2005 Chochowski A.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa1998 Chochowski A.: Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla elektryków. Część 1 i 2. WSiP, Warszawa 2003 Chwaleba A., Moeschke B., Płoszajski G.: Elektronika. WSiP, Warszawa 2008 Głocki W.: Układy cyfrowe. WSiP, Warszawa 2005 Goźlińska E.: Maszyny elektryczne. WSiP, Warszawa 2008 Jabłoński W., Płoszajski G.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 2003 Januszewski S., Pytlak A., Rosnowska - Nowaczyk M., Świątek H.: Energoelektronika. WSiP, Warszawa 2004 Kurdziel R.: Elektrotechnika dla szkoły zasadniczej. Część 1 i 2. WSiP, Warszawa 1999 Markiewicz H.: Instalacje elektryczne. WNT, Warszawa 2005 Musiał E.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 2005 Nowicki J.: Podstawy elektrotechniki i elektroniki dla zasadniczych szkół

36

nieelektrycznych. WSiP, Warszawa 1999 Pilawski M.: Pracownia elektryczna. WSiP, Warszawa 2008 Fabijański P., Wójciak A.: Praktyczna elektrotechnika ogólna. Rea, Warszawa 2008 Szczepański Z., Okoniewski S.: Technologia i materiałoznawstwo dla elektroników. WSiP, Warszawa 2007 Wykaz literatury naleŜy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

37

PRACOWNIA AUTOMATYKI Szczegółowe cele kształcenia

W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− rozróŜnić pojęcia: automatyka, automatyzacja, sterowanie, regulacja, −−−− określić zadania układów sterowania oraz właściwości obiektów

i procesów sterowanych, −−−− zanalizować schemat blokowy i elementy urządzenia pomiarowego, −−−− rozróŜnić przyrządy do pomiaru wielkości mechanicznych, przepływu,

ciśnienia, poziomu i temperatury, −−−− rozróŜnić układy i obiekty regulacji, −−−− wyjaśnić strukturę układu automatycznej regulacji, −−−− rozróŜnić regulatory i wyjaśnić ich zasadę działania, −−−− dobrać nastawy regulatorów, −−−− narysować schematy blokowe, −−−− wyjaśnić zasadę działania regulatorów bezpośredniego działania, −−−− rozróŜnić charakterystyki statyczne i dynamiczne obiektów regulacji, −−−− wyznaczyć transmitancję operatorową dla prostych układów

automatyki, −−−− rozróŜnić obiekty statyczne i astatyczne, −−−− wyjaśnić podstawowe prawa wykorzystywane w układach

pneumatycznych, −−−− rozróŜnić elementy układu sterowania pneumatycznego, −−−− rozróŜnić elementy do wytwarzania, rozprowadzania

i przygotowania spręŜonego powietrza, −−−− rozróŜnić siłowniki, zawory i silniki pneumatyczne na podstawie

symboli oraz danych katalogowych, −−−− wyjaśnić budowę i zasadę działania siłowników, zaworów i silników

pneumatycznych, −−−− wyjaśnić zasadę działania czujników i przetworników stosowanych

w układach pneumatycznych, −−−− zaprojektować prostą instalację pneumatyczną, −−−− wyjaśnić podstawowe prawa wykorzystywane w układach

hydraulicznych, −−−− rozróŜnić elementy układu sterowania hydraulicznego, −−−− scharakteryzować ciecze hydrauliczne, −−−− rozróŜnić pompy i akumulatory hydrauliczne na podstawie symboli

oraz danych katalogowych, −−−− rozróŜnić osprzęt łączeniowy instalacji hydraulicznej, zbiorniki i filtry

cieczy roboczej,

38

−−−− rozróŜnić silniki, siłowniki oraz zawory hydrauliczne na podstawie symboli oraz danych katalogowych,

−−−− wyjaśnić budowę oraz zasadę działania pomp i akumulatorów hydraulicznych, silników, siłowników oraz zaworów hydraulicznych,

−−−− zaprojektować prostą instalację hydrauliczną, −−−− skorzystać z katalogów, norm i dokumentacji technicznej, −−−− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwpoŜarowej, ochrony przeciwporaŜeniowej oraz ochrony środowiska.

Materiał nauczania

1. Podstawowe poj ęcia z zakresu automatyki Automatyka i automatyzacja. Obiekt w automatyce. Sterowanie i regulacja. Realizacja układów regulacji. Zadania układów sterowania. Właściwości obiektów i procesów sterowanych. Sterowanie scentralizowane i rozproszone. Struktury wielowarstwowe. Ćwiczenia: • RozróŜnianie podstawowych typów obiektów w automatyce. • Określanie podstawowych zadań układów sterowania. • RozróŜnianie właściwości obiektów i procesów sterowanych. • Analizowanie struktury układów sterowania. 2. Urządzenia pomiarowe w układach regulacji automatycznej Rola urządzeń pomiarowych w układach regulacji automatycznej. Schemat blokowy i elementy urządzenia pomiarowego. Właściwości urządzeń pomiarowych. Źródła błędów pomiarowych. Przetworniki pomiarowe. Przyrządy do pomiaru wielkości mechanicznych. Przyrządy do pomiaru przepływu. Przyrządy do pomiaru ciśnienia. Przyrządy do pomiaru poziomu. Przyrządy do pomiaru temperatury. Sensory cyfrowe. Wykonywanie pomiarów wielkości nieelektrycznych. Ćwiczenia: • RozróŜnianie elementów urządzenia pomiarowego. • Dobieranie przetworników pomiarowych. • Badanie czujników do pomiaru temperatury. • Badanie czujników do pomiaru ciśnienia. • Badanie czujników do pomiaru przepływu. • Badanie czujników wielkości mechanicznych. • Badanie czujników do pomiaru poziomu. • Badanie sensorów cyfrowych.

39

3. Układy automatycznej regulacji Układ regulacji. Obiekt regulacji. Struktura układu automatycznej regulacji. Rodzaje regulatorów. Regulator proporcjonalny, całkowy, proporcjonalno – całkowy, proporcjonalno – całkowo – róŜniczkowy. Nastawy regulatorów. Schematy blokowe – łączenie szeregowe, równoległe oraz ze sprzęŜeniem zwrotnym. Regulatory bezpośredniego działania: temperatury, ciśnienia, strumienia, poziomu. Charakterystyka statyczna i dynamiczna obiektów regulacji. Transmitancja operatorowa. Obiekty statyczne i astatyczne. Człony układów regulacji. Zastosowanie regulatorów. Ćwiczenia: • RozróŜnianie układów regulacji i obiektów regulacji. • RozróŜnianie elementów układu automatycznej regulacji. • RozróŜnianie regulatorów na podstawie schematów blokowych oraz

odpowiedzi skokowych. • Dobieranie i nastawa regulatorów. • Przekształcanie schematów blokowych. • RozróŜnianie obiektów regulacji na podstawie charakterystyk

statycznych i dynamicznych. • Wyznaczanie charakterystyk statycznych i dynamicznych obiektów

regulacji. • Wyznaczanie transmitancji operatorowej. • RozróŜnianie obiektów statycznych i astatycznych. • Porównywanie róŜnych rodzajów regulatorów pod względem budowy

i algorytmu działania. • Badanie układów regulacji. 4. Sterowanie pneumatyczne Podstawowe prawa wykorzystywane w układach pneumatycznych. Struktura układów sterowania pneumatycznego. Schematy układów pneumatycznych. Wytwarzanie, rozprowadzanie i przygotowanie spręŜonego powietrza. Rodzaje, budowa, zasada działania i symbole siłowników pneumatycznych. Budowa i zasada działania silników pneumatycznych. Rodzaje, budowa, zasada działania i symbole zaworów pneumatycznych. Czujniki i przetworniki w układach pneumatycznych. Projektowanie układów sterowania pneumatycznego. Ćwiczenia: • RozróŜnianie elementów instalacji pneumatycznej. • Rozpoznawanie symboli siłowników pneumatycznych.

40

• RozróŜnianie siłowników pneumatycznych na podstawie danych katalogowych.

• Obliczanie podstawowych parametrów siłowników pneumatycznych. • RozróŜnianie silników pneumatycznych na podstawie symboli oraz

danych katalogowych. • RozróŜnianie zaworów pneumatycznych na podstawie symboli oraz

danych katalogowych. • Projektowanie prostego układu sterowania pneumatycznego. • RozróŜnianie czujników i przetworników w układach pneumatycznych

na podstawie symboli i danych katalogowych. • Określanie parametrów elementów układu pneumatycznego

na podstawie obliczeń oraz danych zamieszczonych w katalogach. • Dobieranie elementów do określonych zastosowań na podstawie

obliczeń oraz danych katalogowych. • Badanie siłowników jednostronnego i dwustronnego działania. 5. Sterowanie hydrauliczne Podstawowe prawa fizyczne wykorzystywane w układach hydraulicznych. Struktura układów sterowania hydraulicznego. Ciecze hydrauliczne. Pompy i akumulatory hydrauliczne. Zbiorniki i filtry cieczy roboczej. Osprzęt łączeniowy instalacji hydraulicznej. Budowa, rodzaje i zasada działania silników hydraulicznych. Budowa, rodzaje i zasada działania siłowników hydraulicznych. Zasady doboru i parametry silników i siłowników hydraulicznych. Budowa, rodzaje, zasada działania zaworów hydraulicznych. Projektowanie układów sterowania hydraulicznego. Ćwiczenia: • RozróŜnianie elementów układów sterowania hydraulicznego. • Rozpoznawanie pomp i akumulatorów hydraulicznych na podstawie

danych katalogowych. • RozróŜnianie osprzętu łączeniowego instalacji hydraulicznej. • RozróŜnianie silników hydraulicznych na podstawie symboli i danych

katalogowych. • RozróŜnianie siłowników hydraulicznych na podstawie symboli

i danych katalogowych. • RozróŜnianie zaworów hydraulicznych na podstawie symboli i danych

katalogowych. • Projektowanie prostej instalacji hydraulicznej. • Określanie parametrów elementów układu hydraulicznego

na podstawie obliczeń oraz danych zamieszczonych w katalogach.

41

• Dobieranie elementów do określonych zastosowań na podstawie obliczeń oraz danych katalogowych.

• Badanie elementów instalacji hydraulicznej. Środki dydaktyczne Czujniki do pomiaru wielkości nieelektrycznych. Sensory cyfrowe. Siłowniki jednostronnego i dwustronnego działania. Zawory pneumatyczne i hydrauliczne. Silniki pneumatyczne i hydrauliczne. Normy, katalogi, instrukcje dotyczące automatyki. Plansze poglądowe wybranych układów automatycznej regulacji. Foliogramy urządzeń pomiarowych. Prezentacje multimedialne z zakresu pneumatyki i hydrauliki. Rysunki: złoŜeniowe, wykonawcze, montaŜowe, schematyczne dotyczące układów automatyki. Dokumentacja konstrukcyjna i technologiczna układów automatyki. Program do wspomagania projektowania typu CAD. Program do wspomagania projektowania układów sterowania pneumatycznego i hydraulicznego. Uwagi o realizacji

Program nauczania przedmiotu Pracowania automatyki obejmuje treści dotyczące podstawowych pojęć z zakresu automatyki, urządzeń pomiarowych w układach regulacji automatycznej, układów automatycznej regulacji oraz sterowania pneumatycznego i hydraulicznego. W procesie kształcenia szczególną uwagę naleŜy zwrócić na kształtowanie umiejętności rozróŜniania elementów układu sterowania pneumatycznego i hydraulicznego oraz projektowania prostych instalacji pneumatycznych i hydraulicznych.

W trakcie realizacji treści programowych proponuje się stosować następujące metody: pokaz z objaśnieniem, dyskusję dydaktyczną, metodę przewodniego tekstu, przypadków oraz ćwiczenia praktyczne. Podczas ćwiczeń uczniowie powinni posługiwać się katalogami, dokumentacją techniczną, dokumentacją warsztatową, poradnikami oraz korzystać z Internetu.


42

Treści programowe powinny być realizowane w róŜnych formach organizacyjnych. Zajęcia teoretyczne naleŜy uzupełniać ćwiczeniami wykonywanymi w grupach lub indywidualnie. Praca w grupie pozwoli na kształtowanie umiejętności komunikowania się, dyskusji, podejmowania decyzji oraz prezentacji wyników.

Przed przystąpieniem do ćwiczeń naleŜy powtórzyć treści dotyczące przepisów bhp, ochrony ppoŜ., ochrony środowiska. Uczniowie powinni rozpoznawać nieprawidłowości i zagroŜenia, które mogą wystąpić w procesie pracy.

Zajęcia naleŜy realizować w pracowni automatyki. Ćwiczenia powinny być prowadzone w grupie 12-15 osób, z podziałem na 4 osobowe zespoły, na wydzielonych stanowiskach pracy. Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w działach tematycznych stanowią propozycję do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres ćwiczeń moŜe być rozszerzony w zaleŜności od potrzeb edukacyjnych i moŜliwości szkoły.




1. Podstawowe pojęcia z zakresu automatyki 15 2. Urządzenia pomiarowe w układach regulacji automatycznej 24 3. Układy automatycznej regulacji 25 4. Sterowanie pneumatyczne 32 5. Sterowanie hydrauliczne 32

Razem 128

Podana w tabeli liczba godzin na realizację poszczególnych działów ma charakter orientacyjny. Nauczyciel moŜe wprowadzić pewne zmiany mające na celu dostosowanie programu do potrzeb edukacyjnych.

Propozycje metod sprawdzania i oceny osi ągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów naleŜy prowadzić systematycznie na podstawie określonych kryteriów. W wyniku procesu sprawdzania i oceniania osiągnięć uczniów uzyskuje się informacje dotyczące poziomu i zakresu opanowania umiejętności określonych w szczegółowych celach kształcenia.

Kontrola i ocena osiągnięć uczniów moŜe być dokonywana na postawie: −−−− sprawdzianów ustnych i pisemnych, −−−− testów osiągnięć szkolnych, −−−− obserwacji pracy ucznia podczas wykonywania ćwiczeń.

Podczas kontroli i oceny przeprowadzanej w formie ustnej naleŜy zwracać uwagę na umiejętności operowania nabytą wiedzą, na

43

merytoryczną jakość wypowiedzi, właściwe stosowanie pojęć technicznych.

Podczas oceniania osiągnięć uczniów naleŜy zwracać uwagę na: −−−− posługiwanie się terminologią z zakresu automatyki, −−−− dobieranie róŜnych rodzajów elementów automatyki, −−−− łączenie układów na podstawie schematu, −−−− wykonywanie pomiarów, −−−− rozróŜnianie urządzeń automatyki, −−−− zastosowanie podstawowych praw przy rozwiązywaniu zadań

praktycznych. W ocenie końcowej osiągnięć uczniów naleŜy uwzględniać wyniki

wszystkich metod sprawdzania zastosowanych przez nauczyciela. Literatura Honczarenko J.: Roboty przemysłowe. Budowa i zastosowanie. WNT, Warszawa 2004 Jabłoński W., Płoszajski G.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 2006 Klimasara W. J., Piłat W.: Podstawy automatyki i robotyki. WSiP, Warszawa 2006 Kostro J.: Elementy, urządzenia i układu automatyki. WSiP, Warszawa 2005 Olszewski M.: Podstawy mechatroniki. REA, Warszawa 2008 Olszewski M.: Urządzenia i systemy mechatroniczne. Część 1 i 2. REA, Warszawa 2009 Schmid D., Baumann A., Kaufmann H., Paezold H., Zippel B.: Mechatronika. REA, Warszawa 2005

44

PRACOWNIA TERMODYNAMIKI I MECHANIKI PŁYNÓW

Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− przeliczyć jednostki podstawowe i pochodne układu SI, −−−− sklasyfikować rodzaje i źródła energii, −−−− sklasyfikować maszyny robocze i silniki cieplne, −−−− określić właściwości czynników roboczych wykorzystywanych

w maszynach i silnikach cieplnych, −−−− scharakteryzować procesy przetwarzania i przekazywania energii, −−−− zastosować podstawowe prawa termodynamiki i mechaniki płynów do

rozwiązywania zadań dotyczących zmian stanów gazu i przepływu płynów,

−−−− sporządzić bilans cieplny urządzeń energetycznych, −−−− zinterpretować procesy energetyczne zachodzące w urządzeniach,

maszynach i silnikach cieplnych, −−−− wyjaśnić działanie maszyny oraz silnika wyporowego

i przepływowego, −−−− określić zmiany parametrów termodynamicznych w przemianach

gazów i par, −−−− wykorzystać I zasadę termodynamiki do bilansowania układów

termodynamicznych, −−−− wyjaśnić przemiany termodynamiczne gazów i pary wodnej, −−−− obliczyć ilość ciepła i pracy w przemianach termodynamicznych, −−−− dobrać urządzenia pomiarowe i wykonać pomiary temperatury,

ciśnienia, wilgotności, prędkości przepływu, strumienia objętości i masy, gęstości,

−−−− obliczyć obiegi cieplne maszyn roboczych i silników cieplnych, w tym równieŜ obiegi chłodnicze,

−−−− wyjaśnić pojęcie sprawności, określić sprawność maszyny oraz silnika,

−−−− wyjaśnić pojęcie cyklu termodynamicznego, −−−− określić kierunek procesów fizycznych na podstawie II zasady

termodynamiki, −−−− wyjaśnić róŜnicę między ciepłem spalania a wartością opałową

paliwa, −−−− wyznaczyć ilość powietrza do spalania paliw oraz objętość produktów

spalania, −−−− scharakteryzować sposoby wymiany ciepła, obliczyć strumień i ilość

wymienionego ciepła,

45

−−−− wyznaczyć straty przepływu płynów w kanałach, −−−− wykorzystać programy komputerowe do wykonywania pomiarów

i obliczeń, −−−− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas wykonywania badań i pomiarów.

Materiał nauczania 1. Podstawowe poj ęcia termodynamiki Jednostki podstawowe i pochodne układu SI stosowane w technice cieplnej. Rodzaje i źródła energii. Maszyny robocze i silniki. Maszyny objętościowe i przepływowe. Warunki równowagi termodynamicznej. Temperatura. Skale temperatur. Parametr termodynamiczny. Układ termodynamiczny. Ciepło, praca, energia. Ciśnienie bezwzględne, podciśnienie i nadciśnienie. PróŜnia procentowa. Równanie ciągłości przepływu.

Ćwiczenia: • Przeliczanie jednostek fizycznych. • Analizowanie rodzajów pomiarów wykonywanych w technice cieplnej. • Klasyfikowanie przyrządów pomiarowych. • Określanie błędów pomiarów. • Opracowywanie wyników pomiarów. • Określanie masy, objętości i gęstości ciał. • Wyznaczanie rozszerzalności objętościowej ciał stałych. • Określanie temperatury za pomocą termopar i termometrów

cieczowych. • Wyznaczanie stałych czasowych termometrów. • Cechowanie manometrów. • Wyznaczanie ciśnienia za pomocą manometrów cieczowych

i spręŜystych. 2. Właściwo ści gazów Gazy doskonałe i rzeczywiste. Prawa empiryczne gazów doskonałych. Równanie stanu gazu doskonałego. Indywidualna stała gazowa. Prawo Avogadro. Uniwersalna stała gazowa. Przemiany charakterystyczne. Równanie stanu gazu rzeczywistego. Ilość czynnika termodynamicznego wyraŜona w formie wielkości molowej. Mieszaniny gazów. Prawo Daltona. Zastępcza masa cząsteczkowa. Zastępcza stała gazowa mieszaniny. Ciepło właściwe mieszaniny. Powietrze i jego właściwości.

46

Ćwiczenia: • Wyznaczanie parametrów stanu gazu doskonałego. • Interpretowanie wyników obliczeń parametrów stanu gazu

traktowanego jako gaz doskonały i rzeczywisty. • Wyznaczanie zastępczej stałej gazowej mieszaniny. • Wyznaczanie zastępczej masy cząsteczkowej mieszaniny. 3. Pierwsza zasada termodynamiki Praca i ciepło jako formy oddziaływania między układem termodynamicznym a otoczeniem. Energia wewnętrzna. I zasada termodynamiki dla układów zamkniętych jako bilans energii przemiany termodynamicznej. Zjawiska fizyczne odwracalne i nieodwracalne. Praca zmiany objętości i praca techniczna. Praca absolutna i uŜyteczna. Wykres pracy. Entalpia. I zasada termodynamiki dla układów przepływowych. Entropia. Wykres ciepła. Przemiany termodynamiczne gazów doskonałych na wykresach pracy i ciepła. Ciepło właściwe. Równanie Mayera.

Ćwiczenia: • Badanie przemiany izobarycznej gazu. • Badanie przemiany izochorycznej gazu. • Badanie przemiany izotermicznej gazu doskonałego. • Wyznaczanie ciepła właściwego ciał stałych. 4. Druga zasada termodynamiki RównowaŜne sformułowania II zasady termodynamiki. Zasada wzrostu entropii. Odwracalność i nieodwracalność przemian termodynamicznych. Obiegi termodynamiczne maszyn i silników cieplnych. Obieg Carnota. Obieg Joule’a. Obiegi silników spalinowych: Otto, Diesla i Sabathé. Praktyczna realizacja obiegu Otto i Diesla. Porównanie rzeczywistego obiegu silnika spalinowego z obiegiem teoretycznym. Zjawisko dławienia gazu.

Ćwiczenia: • Wyznaczanie parametrów czynnika roboczego w charakterystycznych

punktach obiegów termodynamicznych. • Badanie zjawiska dławienia gazu na stanowisku pomiarowym.

47

5. Para wodna Przemiany fazowe. Tworzenie się pary wodnej. Para mokra. Para przegrzana. Wykresy: p-v, T-s oraz h-s. Ciepło parowania, entalpia i entropia wody oraz pary wodnej. Dławienie izentalpowe pary wodnej, kalorymetr dławiący. Działanie tłokowego silnika parowego. Działanie turbiny parowej. Wytwarzanie pary w kotłach parowych. Obieg Rankine’a siłowni parowej. Sprawność teoretyczna siłowni parowej. Obieg Rankine’a z regeneracją ciepła – karnotyzacja obiegu.

Ćwiczenia: • Wyznaczanie zaleŜności temperatury wrzenia wody od ciśnienia. • Wyznaczanie temperatury wrzenia alkoholu. • Wyznaczanie ciepła parowania wody. • Sporządzanie wykresu krzepnięcia parafiny. • Badanie zjawiska dławienia izentalpowego pary wodnej za pomocą

kalorymetru dławiącego. 6. Spalanie paliw Paliwa i spalanie. Podział paliw. Paliwa odnawialne i ich znaczenie w energetyce. Rodzaje spalania. Zapotrzebowanie powietrza do spalania. Współczynnik nadmiaru powietrza. Ilość i skład spalin przy spalaniu zupełnym i niezupełnym. Strata wylotowa. Temperatura zapłonu paliw. Temperatura spalania. Zgazowanie paliw.

Ćwiczenia: • Wyznaczanie ciepła spalania paliwa stałego przy uŜyciu bomby

kalorymetrycznej. • Oznaczanie zawartości wilgoci w paliwie. • Oznaczanie zawartości popiołu w próbce węgla. • Oznaczanie zawartości części lotnych w paliwie. • Oznaczanie ciepła spalania i wartości opałowej paliw stałych. • Oznaczanie ciepła spalania i wartości opałowej paliw ciekłych. • Oznaczanie temperatury zapłonu paliw ciekłych. • Określanie składu spalin za pomocą wybranego analizatora spalin.

7. Wymiana ciepła Rodzaje wymiany ciepła. Przewodzenie ciepła przez ścianki płaskie i walcowe. Przewodność cieplna. Izolacja cieplna. Konwekcja swobodna i wymuszona. Przejmowanie i przenikanie ciepła. Współczynnik przejmowania i przenikania ciepła. Intensyfikacja wymiany ciepła. Promieniowanie cieplne. Wymienniki ciepła. Rekuperatory i regeneratory.

48

Ćwiczenia: • Analizowania sposobów wymiany ciepła przez przewodzenie,

konwekcję, promieniowanie. • Wyznaczanie sprawności płytowego wymiennika ciepła. • Porównywanie budowy i zasady działania wymienników ciepła

o przepływie współprądowym i przeciwprądowym.

8. Przepływ i wypływ gazu Bilans energetyczny przepływu. Równanie Bernoulliego. Analiza kształtu kanału spręŜającego i rozpręŜającego. Parametry krytyczne. Ciśnienie całkowite, statyczne i dynamiczne. ZwęŜki i rurki do pomiaru prędkości i natęŜenia przepływu. Charakter przepływu. Liczba Reynoldsa. Przepływy tarciowe. Wyznaczanie liniowych strat ciśnienia w rurociągach. Wyznaczanie miejscowych strat ciśnienia. Ćwiczenia: • Wyznaczanie krytycznej liczby Reynoldsa. • Oznaczanie wydatku objętościowego gazu za pomocą rurek

spręŜających. • Wyznaczanie wydatku masowego gazu za pomocą kryzy. • Wyznaczanie współczynnika tarcia podczas przepływu cieczy

w rurociągu. • Wyznaczanie współczynnika oporu miejscowego przepustnicy.

9. Powietrze wilgotne Wilgotność względna i bezwzględna. Higrometry. Wykres h-x dla powietrza wilgotnego. Punkt rosy. Mieszanie się dwóch strumieni powietrza wilgotnego. NawilŜanie. Obróbka cieplno-wilgotnościowa powietrza wilgotnego. Zasada działania klimatyzatora. Ćwiczenia: • Oznaczanie wilgotności względnej powietrza za pomocą

psychrometru Augusta i Assmanna. • Oznaczanie wilgotności powietrza w kanale (tunelu). • Wzorcowanie higrometru włosowego. 10. SpręŜarki tłokowe i wirnikowe Przebieg spręŜania w teoretycznej spręŜarce tłokowej. Praca spręŜania. Straty objętościowe w rzeczywistej spręŜarce tłokowej. Straty energetyczne w rzeczywistej spręŜarce tłokowej. Sprawność spręŜarek tłokowych. SpręŜarki tłokowe wielostopniowe. Przebieg spręŜania w spręŜarce wirnikowej. Sprawność spręŜarek wirnikowych.

49

Ćwiczenia: • Dokonywanie demontaŜu i montaŜu spręŜarki tłokowej oraz

weryfikacja jej elementów. • Wyznaczanie objętościowego współczynnika wydajności spręŜarki

tłokowej metodą kalorymetryczną. • Wyznaczanie zmian ciśnienia w spręŜarce tłokowej za pomocą

indykatora. • Dokonywanie demontaŜu i montaŜu spręŜarki wirnikowej

promieniowej, weryfikacja części. 11. Chłodziarki i pompy ciepła Chłodziarka parowa. Właściwości czynników chłodniczych. Suchy i mokry obieg chłodniczy Lindego. Sprawność chłodziarek parowych. Chłodziarki absorpcyjne i adsorpcyjne. Chłodziarki termoelektryczne. Pompy ciepła. Ćwiczenia: • Wyznaczanie parametrów termodynamicznych obiegu chłodniczego. • Porównywanie właściwości fizykochemicznych róŜnych czynników

chłodniczych. • Określanie parametrów termodynamicznych charakterystycznych

punktów obiegu chłodniczego. 12. Praca maksymalna i egzergia Praca maksymalna. Egzergia. Prawo Gouy’a-Stodoli. Praca maksymalna w przypadku równości temperatury układu i otoczenia. Ćwiczenia: • Obliczanie egzergii układów zamkniętych wymieniających energię

z otoczeniem. • Obliczanie egzergii układów otwartych. • Sporządzanie bilansu egzergetycznego. Środki dydaktyczne Termometr, cyfrowy miernik wielkości elektrycznych, termopara. Zlewki, cylinder miarowy. Próbki metalowe: stalowe i mosięŜne do określania gęstości i rozszerzalności cieplnej. Palnik gazowy. Aparat Gunthera do badania rozszerzalności cieplnej metali. Parafina. Alkohol metylowy.

50

U – rurka. Manometry o róŜnych zakresach pomiarowych. Kalorymetr. Naczynie Dewara. Bomba kalorymetryczna. Waga analityczna. Waga laboratoryjna. Stanowisko do wyznaczania krytycznej liczby Reynoldsa. Stanowisko do wyznaczania strat ciśnienia wskutek tarcia i wskutek oporów miejscowych. Analizator spalin Orsata. Elektrochemiczny analizator spalin. Indykator do wyznaczania przebiegu zmian ciśnienia w spręŜarce tłokowej. Eksponat spręŜarki tłokowej. Eksponat spręŜarki promieniowej. Psychrometr Augusta. Psychrometr Assmanna. Higrometr włosowy. Stanowisko do wyznaczania objętościowego współczynnika wydajności spręŜarki tłokowej. Rurka Pitotta. Rurka Prandtla. Kanał przepływowy z wentylatorem. Kryzy, zwęŜki pomiarowe. Zestaw do badania przemian: izobarycznej, izochorycznej i izotermicznej. Zestaw do określania wpływu ciśnienia na temperaturę wrzenia wody. Katalogi czynników chłodniczych. Normy i akty prawne z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujące podczas obsługi instalacji i urządzeń elektrycznych oraz ciśnieniowych. Wykresy h-s dla pary wodnej. Wykresy h-x dla powietrza wilgotnego. Tablice psychrometryczne. Uwagi o realizacji

Program nauczania przedmiotu obejmuje treści dotyczące praw fizycznych rządzących czynnikami termodynamicznymi i ich przemianami, zasad termodynamiki niezbędnych do zrozumienia wielu zjawisk zachodzących w środowisku przyrodniczym, wykorzystywanych podczas eksploatacji typowych maszyn i urządzeń oraz uŜytkowania ich na stanowiskach pracy zawodowej.

51

Celem realizacji programu nauczania jest kształtowanie umiejętności: sporządzania bilansu cieplnego urządzeń energetycznych, interpretowania procesów energetycznych, obliczania ilości ciepła w przemianach termodynamicznych, dobierania urządzeń pomiarowych i wykonywania pomiarów wielkości termodynamicznych.

W celu zapewnienia spójności i efektywności kształcenia, program powinien być realizowany w korelacji z przedmiotami ogólnokształcącymi, takimi jak: fizyka i chemia oraz z przedmiotami zawodowymi: Eksploatacja maszyn i urządzeń energetycznych, Technologia procesów energetycznych oraz Pracownia automatyki.

Osiągnięcie zamierzonych celów kształcenia umoŜliwi stosowanie podających i aktywizujących metod nauczania, takich jak: wykład konwersatoryjny, dyskusja dydaktyczna, pokaz obiektu naturalnego, modelu maszyny lub urządzenia oraz ćwiczenia praktyczne i metoda przewodniego tekstu.

Zaleca się równieŜ organizowanie wycieczek dydaktycznych do przedsiębiorstw energetycznych.

Planując proces nauczania, nauczyciel powinien zwrócić szczególną uwagę na: −−−− kształtowanie zainteresowań technicznych, twórczego działania oraz

poszukiwania nowatorskich rozwiązań, −−−− eksponowanie związków treści programowych z zagadnieniami

ekologii oraz bezpieczeństwem, jakie musi towarzyszyć przedsięwzięciom energetycznym na wielką skalę,

−−−− kształtowanie umiejętności komunikowania się, pracy zespołowej oraz umiejętności prezentacji. Ćwiczenia powinny być prowadzone w odpowiednio wyposaŜonej

pracowni procesów energetycznych, w grupach do 15 osób, z podziałem na 2-3 osobowe zespoły. Czas przeznaczony na wykonywanie ćwiczeń powinien wynosić 50% liczby godzin przewidzianych w szkolnym planie nauczania na realizację programu przedmiotu.

Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w działach tematycznych stanowią propozycję do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres ćwiczeń moŜe być rozszerzany w miarę potrzeb edukacyjnych.

52

Proponuje się następujący podział godzin na realizację poszczególnych działów tematycznych:


1. Podstawowe pojęcia termodynamiki 12 2. Właściwości gazów 16 3. Pierwsza zasada termodynamiki 20 4. Druga zasada termodynamiki 20 5. Para wodna 20 6. Spalanie paliw 20 7. Wymiana ciepła 12 8. Przepływ i wypływ gazu 12 9. Powietrze wilgotne 10

10. SpręŜarki tłokowe i wirnikowe 10 11. Chłodziarki i pompy ciepła 10 12. Praca maksymalna i egzergia 10

Razem 172


Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się systematycznie, na podstawie ustalonych kryteriów. Kryteria oceniania powinny uwzględniać poziom wiadomości oraz zakres opanowania przez uczniów umiejętności załoŜonych w szczegółowych celach kształcenia. Systematyczne sprawdzanie i ocenianie dostarcza nauczycielowi informacji o efektach jego pracy, o postępach ucznia w nauce oraz ułatwia zaplanowanie procesu kształcenia.

Osiągnięcia uczniów moŜna oceniać na podstawie: −−−− sprawdzianów ustnych i pisemnych, −−−− testów osiągnięć szkolnych, −−−− obserwacji pracy ucznia podczas wykonywania ćwiczeń.

Podczas oceniania naleŜy uwzględnić: −−−− merytoryczną jakość wypowiedzi, −−−− poprawność i staranność wykonania zadań, −−−− aktywność ucznia na zajęciach, −−−− umiejętność korzystania z róŜnych źródeł informacji.

Przed przystąpieniem ucznia do wykonywania ćwiczenia, nauczyciel powinien sprawdzić jego wiedzę stosując test pisemny lub sprawdzian ustny. Warunkiem dopuszczenia do wykonywania ćwiczenia powinna być pozytywna ocena sprawdzianu.

53

Kontrolę poprawności wykonania ćwiczenia naleŜy przeprowadzić w trakcie i po jego wykonaniu.

Podczas obserwacji pracy ucznia w trakcie wykonywania ćwiczeń naleŜy zwrócić uwagę na: −−−− przestrzeganie dyscypliny, −−−− organizowanie stanowiska pracy, −−−− posługiwanie się narzędziami pracy, −−−− poprawność merytoryczną wykonanej pracy, −−−− przestrzeganie przepisów bhp, −−−− korzystanie z PN, dokumentacji technicznej, −−−− prezentowanie pracy własnej lub zespołu.

Po zakończeniu realizacji programu nauczania przedmiotu zaleca się zastosowanie testu pisemnego z zadaniami zamkniętymi oraz sprawdzianu praktycznego z zadaniami typu próba pracy, które powinny być zaopatrzone w kryteria oceny i schemat punktowania. Literatura Sobociński R., Nagórski Z., Kośnicki T.: Zbiór zadań z termodynamiki. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 1996 Staniszewski B.: Termodynamika. PWN, Warszawa 1986 Szargut J.: Termodynamika. PWN, Warszawa 2000 Szargut J., Guzik A., Górniak H.: Zadania z termodynamiki technicznej. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 1995 Wilk S.: Termodynamika techniczna. WSZiP, Warszawa 1989 Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna. WNT, Warszawa 2005 Praca zbiorowa: Pomiary cieplne. Cz. I Podstawowe pomiary cieplne, Cz. II Badania cieplne maszyn i urządzeń. WNT, Warszawa 2000 Praca zbiorowa: Pomiary cieplne i energetyczne. WNT, Warszawa 1981 Praca zbiorowa pod red. T. Fodemskiego: Zbiór zadań z termodynamiki. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 1999 Wykaz literatury naleŜy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

54

TECHNOLOGIE PROCESÓW ENERGETYCZNYCH Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− scharakteryzować rodzaje energii, ich przemiany i źródła, −−−− określić właściwości paliw energetycznych oraz paliw alternatywnych, −−−− wyjaśnić proces wytwarzania energii w elektrowni, elektrociepłowni

i ciepłowni, −−−− określić rodzaje elektrowni cieplnych, −−−− scharakteryzować proces technologiczny elektrowni parowej, −−−− scharakteryzować procesy kogeneracji i trójgeneracji, −−−− scharakteryzować sposoby przygotowywania i magazynowania paliw, −−−− określić miejsce lokalizacji siłowni cieplnej, −−−− sporządzić schematy siłowni cieplnych, −−−− scharakteryzować instalację oczyszczania spalin, −−−− określić wpływ procesów wytwarzania energii w obiektach

energetycznych na środowisko, −−−− scharakteryzować technologie wykorzystania biomasy i paliw

otrzymywanych z odpadów, −−−− scharakteryzować podstawowe rodzaje zanieczyszczeń powstających

w procesie wytwarzania energii, −−−− zidentyfikować rodzaje odpadów pochodzących z procesów

wytwarzania energii, −−−− scharakteryzować elektrownie jądrowe, −−−− scharakteryzować technologie wytwarzania energii w elektrowniach

wodnych i wiatrowych, −−−− scharakteryzować technologie wykorzystania energii słonecznej,

geotermalnej i geotermicznej, −−−− wyjaśnić proces produkcji ciepła i energii elektrycznej

z wykorzystaniem ogniw paliwowych, −−−− zastosować dyrektywy Unii Europejskiej dotyczące procesów odzysku

i recyklingu odpadów, −−−− dobrać technologie energetyczne umoŜliwiające redukcję odpadów, −−−− określić sposoby zagospodarowania odpadów energetycznych, −−−− zaplanować sposoby ograniczania emisji zanieczyszczeń gazowych

powstających w procesie wytwarzania energii, −−−− zaplanować ochronę wód powierzchniowych przed nadmiernym

podgrzaniem, −−−− zaplanować ochronę środowiska przed hałasem pochodzącym

z urządzeń energetycznych,

55

−−−− skorzystać z przepisów prawa, rozporządzeń oraz norm dotyczących ochrony środowiska,

−−−− wyjaśnić zasady funkcjonowania rynku energii, −−−− zastosować obowiązujące przepisy prawa polskiego

i międzynarodowego w zakresie energetyki, −−−− wyjaśnić zasady funkcjonowania Krajowego Systemu Energetycznego

oraz przyczyny jego zakłóceń (blackout), −−−− scharakteryzować systemy komputerowe do sterowania procesami

technologicznymi. Materiał nauczania 1. Zasoby energii, jej wykorzystanie i magazynowani e Pierwotne nośniki energii. Formy energii przetworzonej. Energia elektryczna jako szczególny rodzaj energii finalnej. Struktura zasobów energii. Przetwarzanie paliw pierwotnych na pracę, ciepło i energię elektryczną. Węgiel kamienny i brunatny. Inne kopalne paliwa stałe. Zasoby biomasy energetycznej. Ciekłe paliwa naturalne i sztuczne. Gazowe paliwa naturalne i sztuczne. Paliwa rozszczepialne. Zasoby energii wód. Energia promieniowania słonecznego. Energia geotermalna. Energia wiatru. Formy magazynowania energii: elektrownie pompowe, spręŜanie gazów, akumulatory energii cieplnej, akumulatory bezwładnościowe, akumulatory elektryczne, nadprzewodzące magnesy. Ćwiczenia: • Analizowanie struktury zasobów i moŜliwości wykorzystania róŜnych

rodzajów energii. • RozróŜnianie form magazynowania energii. 2. Proces technologiczny elektrowni parowej Analiza układów siłowni. Elektrownia kondensacyjna. Układ technologiczny obiegu roboczego elektrowni kondensacyjnej. RóŜnice między obiegiem rzeczywistym a idealnym. Straty cieplne elektrowni. Sprawność poszczególnych faz obiegu. Sprawność ogólna elektrowni. Sposoby zwiększenia sprawności obiegu cieplnego elektrowni kondensacyjnej. Bilans cieplny i straty cieplne w kotłach parowych i wodnych. Wpływ parametrów czynnika roboczego na sprawność. Ciśnienie wylotowe turbin kondensacyjnych. Ciśnienie wylotowe turbin przeciwpręŜnych. Bilans cieplny i straty turbozespołu. Układ podgrzewaczy regeneracyjnych. Straty cieplne w paleniskach kotłów pyłowych. Urządzenia potrzeb własnych elektrowni. Zapotrzebowanie na moc, zuŜycie energii przez urządzenia potrzeb własnych. Rodzaje

56

elektrowni: podstawowe i szczytowe. Obieg technologiczny elektrowni w układzie T-s i h-s. Ograniczenie emisji gazów szkodliwych dla środowiska. Współspalanie biomasy i paliw otrzymywanych z odpadów. Kierunki rozwojowe siłowni kondensacyjnych. Ćwiczenia: • Analizowanie układów siłowni kondensacyjnej. • Obliczanie sprawności siłowni kondensacyjnej z wykorzystaniem

wykresu h-s. • Analizowanie podziału zadań na oddziały siłowni. • Porównywanie sposobów zwiększania sprawności obiegu cieplnego

elektrowni kondensacyjnej. • Analizowanie wpływu regeneracyjnego podgrzewu wody zasilającej

na sprawność obiegu siłowni kondensacyjnej. • Analizowanie sposobów ograniczania emisji gazów szkodliwych dla środowiska z instalacji siłowni cieplnych.

3. Skojarzona gospodarka energetyczna Skojarzona gospodarka cieplna. Elektrociepłownie i ciepłownie. Sprawność wytwarzania energii w gospodarce rozdzielonej. Sprawność wytwarzania energii w gospodarce skojarzonej. Układy cieplne i technologiczne w gospodarce skojarzonego wytwarzania ciepła. Małe układy kogeneracyjne. Trójgeneracja. Elektrownie i elektrociepłownie parowo-gazowe. Sprawność energetyczna układu gazowo – parowego. Siłownie turbogazowe. Siłownie parowo-gazowe z turbiną parową i z wtryskiem pary lub wody. Siłownia parowa z czołowym członem turbogazowym. Wskaźnik skojarzenia. Ćwiczenia: • Ocenianie sprawności obiegów cieplnych siłowni w układzie

rozdzielonym i skojarzonym. • Analizowanie układów cieplnych trójgeneracji. • Analizowanie układów technologicznych oraz sprawności

elektrociepłowni z turbiną gazową. • Określanie bilansów energetycznych i sprawności układów cieplnych

elektrociepłowni gazowo-parowych. • Obliczanie wskaźnika skojarzenia. 4. Układy zwi ększaj ące sprawno ść siłowni cieplnej Regeneracyjne podgrzewanie wody zasilającej. Układ regeneracji ciepła. Wykorzystanie skroplin w elektrociepłowni. Odgazowywacze - układy techniczne pracy odgazowywaczy.

57

Obieg Rankine'a z regeneracją w elektrowni. Zalety i wady stosowania regeneracji. Wpływ zmiany parametrów dolotowych pary na sprawność turbiny parowej. Wpływ zmiany stopnia suchości pary na pracę i sprawność turbiny parowej. Wpływ parametrów początkowych pary na wilgotność pary. Wpływ zawilgocenia na pracę i sprawność turbiny parowej. Przegrzew międzystopniowy. Sposoby przegrzewania pary. Parametry przegrzewu pary. Dobór parametrów pary pobieranej do przegrzewu. Wpływ przegrzewu na sprawność obiegu. Ćwiczenia: • Obliczanie obiegu siłowni cieplnej z regeneracją i obiegu Rankine’a. • Określanie wilgotności pary wylotowej i sprawności obiegów siłowni

z przegrzewem i bez przegrzewu pary. 5. Gospodarka wodna Charakterystyka naturalnych źródeł wody. Klasyfikacja zanieczyszczeń występujących w wodzie. Wymagania dotyczące jakości wody i pary wykorzystywanej w energetyce przemysłowej oraz w ciepłownictwie. Metody uzdatniania wody. Układy wody chłodzącej w elektrowniach cieplnych. Przygotowanie wody chłodzącej w otwartych i zamkniętych obiegach chłodzenia. Dochładzanie wody w chłodniach wentylatorowych. Przygotowanie wody do obiegu parowego. Usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych. Koagulacja. Sedymentacja. Filtrowanie. OdŜelazianie i odmanganianie. Wymiana jonowa. Demineralizacja wody. Procesy membranowe w uzdatnianiu wody. Odwrócona osmoza. Ćwiczenia: • Obliczanie twardości wody w róŜnych jednostkach. • Określanie zanieczyszczeń występujących w wodzie. • Określanie fizycznych wskaźników jakości wody (temperatura,

mętność, przezroczystość barwa wody, zapach, smak, przewodność właściwa).

• Określanie chemicznych właściwości wody. • Analizowanie wymagań stawianych wodzie do obiegu kotłowego. • Analizowanie wymagań dotyczących czystości pary.

6. Ciepłownictwo, sieci cieplne Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania budynków i do celów technologicznych. Zapotrzebowanie na ciepło dobowe i roczne. Rodzaje nośników ciepła. Wodne sieci ciepłownicze. Obliczenia hydrauliczne sieci ciepłowniczych. Sieci ciepłownicze parowe. Odwadnianie sieci parowej. Węzły ciepłownicze. Rodzaje węzłów ciepłowniczych. Elementy węzłów ciepłowniczych. Racjonalna gospodarka ciepłem. Wykonanie

58

sieci ciepłowniczej. Zaopatrzenie w ciepłą wodę uŜytkową. Centralne przygotowanie c.w.u., węzły c.w.u. Miejska gospodarka ciepłownicza. Ćwiczenia: • Obliczanie zapotrzebowania na moc cieplną w pomieszczeniach. • Analizowanie systemów centralnego ogrzewania wodnego

i parowego. • Porównywanie parametrów róŜnych nośników ciepła. • Obliczanie średnic rurociągów i strat ciśnienia w przewodach sieci

ciepłowniczej. • Analizowanie pracy węzła ciepłowniczego.

7. Elektrownia cieplna, jej oddziały Oddział naw ęglania Dostawa paliwa, odbiór, wyładunek, transport do kotłowni i na skład. Wymagania techniczne magazynów paliwa. Składowanie węgla. Gospodarka węglem na składowisku. Straty i zapobieganie stratom. Kontrola ilości i jakości węgla. Pobieranie i przygotowanie próbek węgla do badań. Przepisy przeciwpoŜarowe i bhp na składzie paliwa. Oddział kotłowy Przygotowanie paliwa do kotłów pyłowych. Przemiał węgla – układy młynów. Wymagania eksploatacyjne młynów. Przepisy przeciwpoŜarowe i bhp w młynowni. Procesy spalania paliwa w kotłach rusztowych i pyłowych – fazy spalania. Przepływ powietrza i spalin przez kocioł. Doprowadzenie powietrza do kotła, regulacja ilości i rozkładu. Eksploatacja komory paleniskowej. Straty i bilans cieplny kotła. Powstawanie tlenków azotu podczas spalania. Spalanie niskoemisyjne. Paleniska fluidalne. Współspalanie biomasy w kotłach rusztowych i pyłowych. Wpływ procesu spalania paliwa w palenisku na otoczenie. Proces wytwarzania i przegrzewu pary. Temperatura pary i jej regulacja. Uruchamianie i zatrzymanie pracy kotła. Przepisy UDT. Przepisy eksploatacyjne. Przepisy bhp w kotłowni. Oddział maszynowy Układy cieplno-technologiczne turbozespołów z urządzeniami pomocniczymi. Straty cieplne w maszynowni, przyczyny i metody ich obniŜania. Wpływ zmian obciąŜenia turbogeneratora na pracę i sprawność turbozespołów. Eksploatacja i diagnostyka turbogeneratora. Bilans cieplny skraplaczy, strata ciepła w obiegu chłodzącym. Bilans cieplny chłodni kominowych, przechłodzenie skroplin. Eksploatacja i warunki techniczne pracy skraplacza. Eksploatacja i warunki pracy układu chłodzenia. Bilans cieplny stacji redukcyjno-schładzających. Obliczenia cieplne układu regeneracji ciepła w elektrociepłowni.

59

Układy pomp zasilających, eksploatacja i bilans energetyczny. Pewność pracy i eksploatacji urządzeń maszynowni. Regulacja turbozespołów, eksploatacja łoŜysk. Rozruch turbozespołu, warunki techniczne i eksploatacyjne. Chłodzenie generatorów elektrycznych. Instrukcje i przepisy dotyczące eksploatacji maszynowni. Przepisy bhp oraz ochrony przeciwpoŜarowej. Odział chemiczny Kontrola jakościowa wody obiegowej. Ustalanie parametrów chemicznych wody, ich kontrola i korekta. Kontrola czystości pary. Kontrola chemiczna węgla. Kontrola olejów i smarów. Kontrola produktów spalania paliw. Nadzór i kontrola nad chemicznym czyszczeniem kotłów i turbin. Przepisy eksploatacyjne i bhp. Ćwiczenia: • Obliczanie bilansu cieplnego kotła wysokopręŜnego. • Obliczanie bilansu cieplnego turbiny. • Obliczanie bilansu cieplnego skraplacza. • Analizowanie warunków powstawania tlenków azotu w procesie

spalania. 8. Wpływ siłowni cieplnej na środowisko Rodzaje i ilość zanieczyszczeń emitowanych w procesach spalania paliw. Wymagania normatywne dotyczące dopuszczalnych emisji zanieczyszczeń w Polsce i za granicą. Dopuszczalne wielkości emisji SO2 w Unii Europejskiej. Dopuszczalne wielkości emisji NOx (mierzone jako NO2). Dopuszczalne wielkości emisji pyłów. Przepisy prawne dotyczące temperatury wód powierzchniowych. Wymagania dotyczące dopuszczalnych poziomów hałasu. Uboczne efekty spalania. Podział ubocznych produktów spalania. Popiół zawierający produkty odsiarczania spalin metodą suchą i półsuchą. Reagips - produkt odsiarczania metodą mokrą. Popiół ze spalania w złoŜu fluidalnym. Wykorzystanie ubocznych produktów spalania. Technologia produkcji cegły termoizolacyjnej na bazie mikrosfer. Cement. Zastosowanie popiołów lotnych jako surowca do produkcji klinkieru cementowego. Zastosowanie popiołów w drogownictwie. Uwarunkowania i moŜliwości zastosowania popiołów lotnych. Nowoczesne technologie spalania. Niskoemisyjne palniki pyłowe. Zasady konstrukcji niskoemisyjnych palników pyłowych. Palniki wirowe. Palniki strumieniowe. Reburning. Wstępne oczyszczanie paliw stałych. Zmniejszenie emisji tlenków siarki. Bezpośrednie wiązanie tlenków siarki w paleniskach. Metody wtórnego usuwania tlenków siarki. Zmniejszenie emisji tlenków azotu. Jednoczesne odsiarczanie i odazotowanie gazów odlotowych. Technologie usuwania zanieczyszczeń atmosfery metodami elektrochemicznymi. Odpylanie

60

spalin. Wpływ zanieczyszczeń na zdrowie ludzkie. Kryteria wyboru lokalizacji elektrowni i elektrociepłowni. Proces wyboru lokalizacji elektrowni. Czynniki wpływające na wybór lokalizacji elektrowni jądrowej. Ochrona powietrza atmosferycznego. Ochrona wód. Ochrona gleby. Ochrona lasów. Ochrona przed hałasem. Ochrona radiologiczna. Ochrona przed wpływem pól elektromagnetycznych. Strefy ochronne. Ćwiczenia: • Planowanie lokalizacji elektrowni i elektrociepłowni w regionie. • Planowanie lokalizacji elektrowni jądrowej na podstawie

przeprowadzonych badań. • Analizowanie sposobów wykorzystania ubocznych produktów

spalania. • Analizowanie technologii usuwania zanieczyszczeń atmosfery

metodami elektrochemicznymi.

9. Wykorzystanie biomasy w energetyce Rodzaje biomasy i jej właściwości. Technologie współspalania biomasy w istniejących instalacjach energetycznych. Paliwa formowane z odpadów. Charakterystyka technologii zgazowania biomasy. Układy gazowo-parowe zintegrowane z zgazowaniem biomasy. Elektrociepłownie z ORC (organicznym obiegiem Rankine’a) zasilane biomasą. Ocena efektywności pracy układów skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Perspektywa energetycznego wykorzystania biomasy. Ćwiczenia: • Analizowanie przyjętych przez Polskę zobowiązań dotyczących

ograniczania emisji gazów cieplarnianych. • Określanie przydatności róŜnych rodzajów biomasy do wykorzystania

energetycznego. • Analizowanie układów technologicznych współspalania biomasy

z węglem w kotłach rusztowych i pyłowych.

10. Elektrownie j ądrowe Budowa atomu – cząstki elementarne. Defekt masy, energia wiązania. Reakcje jądrowe wywoływane przez neutrony. Reakcje rozczepienia jąder pierwiastków cięŜkich. Bilans neutronów, moderacja. Stan krytyczny reaktora jądrowego. Energetyczne reaktory jądrowe. Reaktory termiczne. Reaktory wodno-ciśnieniowe PWR. Reaktory wrzące BWR. Reaktory kanałowe. Reaktory grafitowo-gazowe. Reaktory prędkie. Elementy bloków jądrowych. Wytwornice pary. Pompy główne. Turbiny. Reaktory ciepłownicze. Lokalizacja elektrowni jądrowych.

61

Bezpieczeństwo pracy elektrowni jądrowych. Zagospodarowanie odpadów z elektrowni jądrowych. Tendencje rozwojowe budowy reaktorów jądrowych. Ćwiczenia: • Obliczanie defektów masy i bilansów energii reakcji rozszczepiania

atomów. • Obliczanie ilości energii emitowanej podczas rozszczepiania izotopu

uranu 235U. • Analizowanie róŜnych struktur układów siłowni jądrowych. • Obliczanie ilości paliwa jądrowego dla elektrowni o określonej mocy

i sprawności. • Analizowanie schematów struktur elektrociepłowni jądrowych. 11. Elektrownie wykorzystuj ące odnawialne źródła energii Wykorzystanie energii wodnej. Stany wody, charakterystyczne typy rzek. MoŜliwości wykorzystania energii wodnej w kraju. Określenia i postacie spadu. Sprawność elektrowni wodnej. Klasyfikacja energetyczna elektrowni wodnych. Rodzaje elektrowni wodnych. Budowle hydrotechniczne, elementy elektrowni wodnych i urządzeń mechanicznych. Elektrownie przepływowe i zbiornikowe. Elektrownie pompowe. Inne rozwiązania elektrowni wodnych. Elektrownie pływakowe. Elektrownie typu OTEC. Typy turbin wodnych. Parametry pracy turbin wodnych. Systemy turbin wodnych. Pompoturbiny. Elektrownie wodne w systemie elektroenergetycznym, ich wpływ na środowisko naturalne. Elektrownie wodne na świecie i w Polsce. Wiatr jako źródło energii. Podstawowe dane o atmosferze i wietrze. Zasoby wiatru. Lokalizacja parków wiatrowych. Zasada działania turbin wiatrowych. Rodzaje turbin wiatrowych i ich charakterystyki. Przykłady turbin wiatrowych – turbiny z poziomą osią obrotu, turbiny z pionową osią obrotu. Budowa elektrowni wiatrowej. Lokalizacja elektrowni wiatrowych. Energetyka wiatrowa w Europie. Energetyka wiatrowa w Polsce. Wpływ energetyki wiatrowej na środowisko naturalne. Energia słońca. Zasoby energii słońca. Wymiana ciepła poprzez promieniowanie. Budowa i zasada działania kolektorów słonecznych. Typy kolektorów: płaskie i próŜniowe. Wykorzystanie kolektorów słonecznych. Ogrzewanie mieszkań. Parametry techniczne i eksploatacyjne kolektorów powietrznych. Zasady prawidłowego montaŜu kolektorów. Elementy instalacji solarnej. Sterowanie układem solarnym. Układy hydrauliczne wspomagania c.o. i c.w.u. przy wykorzystaniu kolektora słonecznego. Połączenie kotła kondensacyjnego z kolektorami słonecznymi. Elektrownie słoneczne.

62

Ogniwa fotowoltaiczne. Zasada działania ogniwa. Konstrukcje i charakterystyki ogniw fotowoltaicznych. Sprawność ogniw fotowoltaicznych. Energia geotermalna. Zasoby energii geotermalnej. Sposoby pozyskiwania energii geotermalnej. Temperatury wody geotermalnej. Sposoby wykorzystania energii geotermalnej. Ciepłownie geotermalne. MoŜliwości zwiększenia wykorzystania ciepła geotermalnego w instalacjach odbioru ciepła. Wytwarzanie energii elektrycznej ze źródeł geotermalnych. Systemy bezpośrednie. Geotermiczna energia wód: powierzchniowych, gruntowych i głębinowych. Geotermiczna energia gruntu. Przypowierzchniowe sondy ciepła. Głębokie sondy ciepła. Instalacje z pompami ciepła wykorzystujące energię gruntu w Polsce. Przykładowe instalacje z pionowymi sondami ciepła i pompami ciepła. Efekty ekologiczne wykorzystania energii gruntu. Ćwiczenia: • Porównywanie potencjału energetycznego głównych rzek polskich. • Analizowanie budowy i wyposaŜenia wybranych elektrowni wodnych

w Polsce i na świecie. • Obliczanie sprawności turbin wodnych. • Analizowanie pracy elektrowni szczytowo-pompowej. • Określanie potencjału energetycznego wiatru w Polsce. • Analizowanie wpływu energetyki wiatrowej na środowisko. • Obliczanie ilości ciepła wymienianego poprzez promieniowanie. • Analizowanie budowy i sprawności kolektorów płaskich i próŜniowych. • Określanie zalet i wad kolektorów słonecznych. • Określanie optymalnego kąta nachylenia kolektora przeznaczonego

do: podgrzewania wody w basenie, wspomagania c.u.w., wspomagania c.o.

• Analizowanie pracy ogniwa fotowoltaicznego. • Analizowanie sposobów pozyskiwania energii geotermalnej. • Porównywanie zasobów wód geotermalnych w róŜnych regionach

Polski. • Analizowanie zasady działania pompy ciepła. • Analizowanie parametrów czynnika roboczego gruntowej pompy

ciepła. 12. Ogniwa paliwowe Zasada działania ogniwa paliwowego. Rodzaje ogniw paliwowych. Bilans energetyczny ogniwa. Sprawność i charakterystyka napięciowo-prądowa ogniwa. Połączenia równoległe i szeregowe ogniw paliwowych. Paliwa dla ogniw paliwowych. Produkcja ciepła i energii elektrycznej

63

z wykorzystaniem ogniw. Schematy siłowni cieplnych z ogniwami paliwowymi. Ćwiczenia: • Określanie moŜliwości zastosowania ogniw: alkalicznych,

polimerowych, węglanowych, tlenkowo-ceramicznych i ogniw z kwasem fosforowym.

• Analizowanie zasady działania wodoro-tlenowego ogniwa alkalicznego.

• Analizowanie charakterystyki ogniwa. 13. Rynek energii Cele utworzenia rynku energii. Prawo Energetyczne. Segmenty, charakterystyka, zasady funkcjonowania rynku energii: paliwa, energii elektrycznej i ciepła. Lokalne rynki energii. Model rynku energii elektrycznej w Polsce. Krajowy System Energetyczny, jego podsystemy i zakłócenia (blackout). Regulacje prawne w obrocie energią. Urząd Regulacji Energetyki (URE). Giełda energii elektrycznej. Planowanie pracy elektrowni. Sterowanie pracą elektrowni w systemie elektroenergetycznym. Komputerowe systemy kierowania i zarządzania pracą elektrowni w systemie elektroenergetycznym. Obowiązek zakupu energii ze źródeł odnawialnych i skojarzonych. Handel emisjami CO2. Wpływ procesów wytwarzania energii na środowisko. Import i eksport energii. Europejski i światowy rynek energii. Transport drogowy, kolejowy i morski mediów energetycznych. Transport rurociągowy. Magazynowanie mediów energetycznych: zbiorniki, place składowe, przetłaczanie surowców płynnych, transport wewnętrzny. Właściwości fizyko-chemiczne, poŜarowe i wybuchowe mediów energetycznych. Bezpieczeństwo i higiena pracy podczas transportu i magazynowania paliw. Ćwiczenia: • Interpretowanie przepisów Prawa Energetycznego. • Określenie udziału sektora energetycznego w zanieczyszczaniu środowiska na podstawie danych statystycznych.

• Analizowanie europejskiego systemu handlu uprawnieniami do emisji CO2.

• Analizowanie właściwości fizykochemicznych głównych mediów energetycznych: gazu ziemnego, mieszaniny propanu i butanu, ropy naftowej, benzyny, paliw rozszczepialnych.

• Analizowanie układów cyfrowego systemu kontrolno-rejestracyjnego bloku energetycznego.

64

Środki dydaktyczne Tablice poglądowe przedstawiające schematy siłowni cieplnych, wiatrowych, wodnych. Tablice poglądowe przedstawiające schematy elektrowni i elektrociepłowni. Modele maszyn i urządzeń energetycznych. Eksponaty maszyn i urządzeń energetycznych. Modele silników cieplnych. Eksponaty obrazujące wybrane elementy siłowni cieplnych, wiatrowych, wodnych, pomp ciepła, kolektorów słonecznych. Rysunki techniczne maszyn i urządzeń energetycznych. Tablice poglądowe maszyn i urządzeń. Polskie Normy. Katalogi handlowe maszyn i urządzeń. Filmy dydaktyczne dotyczące budowy, montaŜu, eksploatacji maszyn i urządzeń energetycznych. Zestaw komputerowy z oprogramowaniem biurowym i dostępem do Internetu. Uwagi o realizacji

Program nauczania przedmiotu Technologie procesów energetycznych obejmuje podstawową wiedzę dotyczącą zasad funkcjonowania systemu energetycznego Polsce i na świecie. Celem realizacji programu jest zapoznanie ucznia z budową oraz zasadą działania poszczególnych urządzeń siłowni, procesami zachodzącymi w tych urządzeniach oraz wzajemnymi ich powiązaniami i oddziaływaniem na środowisko naturalne. Szczególnie waŜne jest zwrócenie uwagi na sposoby konwersji energii w elektryczność i ciepło, rodzaje obiegów, bilanse substancji i energii oraz nowoczesne technologie redukcji szkodliwych substancji powstających w procesie spalania paliw.

W celu zapewnienia spójności i efektywności kształcenia, podczas realizacji programu zaleca się korelację z przedmiotami ogólnokształcącymi: fizyką i chemią oraz z przedmiotami zawodowymi, takimi jak: Pracownia termodynamiki i mechaniki płynów, Eksploatacja maszyn i urządzeń energetycznych, Pracownia automatyki.

Osiągnięcie zamierzonych celów kształcenia umoŜliwi stosowanie podających i aktywizujących metod nauczania, takich jak: wykład konwersatoryjny, dyskusja dydaktyczna, ćwiczenia praktyczne oraz metoda przewodniego tekstu. Do wyjaśnienia budowy oraz zasady działania maszyn i urządzeń energetycznych nauczyciel powinien zastosować pokaz z objaśnieniem wykorzystując w tym celu eksponaty, modele maszyn lub urządzeń, tablicę poglądową, prezentacje

65

multimedialne. Podczas kształtowania umiejętności praktycznych przydatne jest organizowanie wycieczek dydaktycznych.

Zaleca się równieŜ stosowanie filmu dydaktycznego, gdy treści kształcenia dotyczą maszyn i urządzeń rzadko występujących lub wielkogabarytowych oraz programów komputerowych do symulacji procesów technologicznych wytwarzania energii.

Planując proces nauczania, nauczyciel powinien zwrócić szczególną uwagę na: −−−− stwarzanie sytuacji dydaktycznych, które pozwolą na wyszukiwanie,

gromadzenie i przetwarzanie informacji, −−−− kształtowanie zainteresowań technicznych, twórczego działania oraz



−−−− kształtowanie umiejętności komunikowania się, pracy zespołowej oraz umiejętności prezentacji wykonanego zadania. Zajęcia edukacyjne powinny odbywać się w odpowiednio

wyposaŜonej pracowni procesów energetycznych. Ćwiczenia powinny być prowadzone w grupach do 15 osób. Czas przeznaczony na ćwiczenia powinien wynosić 30% liczby godzin przewidzianych w szkolnym planie nauczania na realizację programu przedmiotu.

Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w działach tematycznych stanowią propozycję do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres ćwiczeń moŜe być rozszerzany w miarę potrzeb edukacyjnych.

Proponuje się następujący podział godzin na realizację poszczególnych działów tematycznych:


1. Zasoby energii i jej wykorzystanie i magazynowanie 10 2. Proces technologiczny elektrowni parowej 14 3. Skojarzona gospodarka energetyczna 14 4. Układy zwiększające sprawność siłowni cieplnej 20 5. Gospodarka wodna 20 6. Ciepłownictwo i sieci cieplne 12 7. Elektrownia cieplna i jej oddziały 18 8. Wpływ siłowni cieplnej na środowisko 14 9. Wykorzystanie biomasy w energetyce 10

10. Elektrownie jądrowe 10 11. Elektrownie wykorzystujące odnawialne źródła energii 16 12. Ogniwa paliwowe 10 13. Rynek energii 12

Razem 180

66

Podana w tabeli liczba godzin na realizację poszczególnych działów ma charakter orientacyjny. Nauczyciel moŜe wprowadzić pewne zmiany mając na celu dostosowanie programu do potrzeb edukacyjnych. Propozycje metod sprawdzania i oceny osi ągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się systematycznie na podstawie ustalonych kryteriów. Kryteria oceniania powinny uwzględniać poziom wiadomości oraz zakres opanowania przez uczniów umiejętności załoŜonych w szczegółowych celach kształcenia.


Do oceny wykonywanych ćwiczeń zaleca się opracowanie karty obserwacji, która powinna uwzględniać: −−−− poprawność merytoryczną wykonywanego ćwiczenia, −−−− aktywność ucznia podczas wykonywania ćwiczenia, −−−− wykorzystywanie róŜnych źródeł informacji, −−−− współpracę w zespole.

Po zakończeniu realizacji programu nauczania poszczególnych działów tematycznych proponuje się zastosowanie testu pisemnego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi.

W ocenie końcowej naleŜy uwzględnić wyniki wszystkich metod sprawdzania zastosowanych przez nauczyciela. Podstawą do uzyskania pozytywnej oceny powinno być poprawne wykonanie ćwiczeń. Literatura Bogdanienko J.: Odnawialne źródła energii. PWN, Warszawa 1991 Ciechanowicz W.: Energia, środowisko i ekonomia. IBS PAN, Warszawa 1995 Chmielniak T.: Technologie energetyczne. WNT, Warszawa 2008 Góra E.: Kotula M.: Nowe Prawo Energetyczne. Wydawnictwo Ośrodek Doradztwa i Doskonalenia Kadr Sp. Z o.o., Gdańsk 2000 Kordylewski W.: Spalanie i paliwa. Oficyna Wydawnicza PWr., Wrocław 2001 Kucowski J., Laudyn D., Przekwas M.: Energetyka a ochrona środowiska. WNT, Warszawa 1993 Kwiatkowski M.: Proces formułowania strategii rozwoju firmy obrotu energią elektryczną, Oficyna Wydawnicza SGH, Warszawa 2006 Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F.: Elektrownie. WNT, Warszawa 1995

67

Lewandowski W.: Proekologiczne źródła energii odnawialnej. WNT, Warszawa 2001 Marecki J.: Skojarzona gospodarka cieplno-elektryczna. WNT, Warszawa 1991 Mielczarski W.: Rynki energii elektrycznej. Wybrane aspekty techniczne i ekonomiczne. Wydawnictwo Agencja Rynku Energii S.A. Energoprojekt-Consulting S.A., Warszawa 2000 Szargut J. i in.: Przemysłowa energetyka odpadowa. Zasady wykorzystania. Urządzenia. WNT, Warszawa 1993 Szargut J., Ziębik A.: Podstawy energetyki cieplnej. PWN, Warszawa 2000 Turschmidt R.: Kotłownie i elektrociepłownie przemysłowe. Arkady, Warszawa 1988 Ziębik A., Szargut J.: Podstawy gospodarki energetycznej. Skrypt Politechniki Śląskiej Nr 1858, Gliwice 1995 Praca zborowa (red. Gajewski W.): Ekologiczne aspekty przetwarzania energii. Ekspertyza Komitetu Termodynamiki i Spalania PAN, Wydawnictwo Uni-Service, Częstochowa 1996

Wykaz literatury naleŜy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

68

EKSPLOATACJA MASZYN I URZ ĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH

Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− sklasyfikować maszyny i urządzenia energetyczne, −−−− określić podstawowe parametry pracy maszyn i urządzeń

energetycznych, −−−− scharakteryzować urządzenia transportu wewnętrznego, −−−− dobrać środki transportu do wykonywanych zadań, −−−− scharakteryzować maszyny i urządzenia wykorzystywane

w procesach energetycznych, −−−− wyjaśnić budowę i zasadę działania silników gazowych, pomp,

spręŜarek, wentylatorów i dmuchaw, −−−− wyjaśnić budowę i zasadę działania kotłów parowych i wodnych oraz

turbin i urządzeń pomocniczych kotłów i turbin, −−−− scharakteryzować urządzenia do uzdatniania wody, −−−− sklasyfikować i charakteryzować urządzenia chłodnicze, −−−− scharakteryzować podstawowe zagroŜenia dla środowiska

naturalnego powstające podczas eksploatacji maszyn i urządzeń energetycznych,

−−−− scharakteryzować urządzenia odpylające, urządzenia do odsiarczania i eliminowania tlenków i podtlenków azotu,

−−−− scharakteryzować urządzenia do magazynowania energii cieplnej, −−−− rozróŜnić elementy rurociągów, −−−− określić wskaźniki niezawodności i trwałości maszyn i urządzeń

energetycznych, −−−− zinterpretować zjawiska fizykochemiczne zachodzące w procesie

eksploatacji maszyn i urządzeń energetycznych, −−−− określić przyczyny i skutki zuŜycia maszyn i urządzeń energetycznych

oraz metody zapobiegania nadmiernemu zuŜyciu, −−−− ocenić stan techniczny maszyn i urządzeń energetycznych, −−−− ocenić prawidłowość uŜytkowania maszyn i urządzeń

energetycznych, −−−− określić zakres prac wykonywanych podczas przeglądu technicznego

i naprawy maszyn i urządzeń energetycznych, −−−− zastosować programy komputerowe dotyczące eksploatacji maszyn

i urządzeń energetycznych, −−−− skorzystać z dokumentacji technicznej, instrukcji obsługi maszyn

i urządzeń energetycznych, PN, literatury technicznej i czasopism zawodowych,

69

−−−− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej, ochrony przeciwporaŜeniowej, ochrony środowiska oraz zalecenia Urzędu Dozoru Technicznego podczas eksploatacji maszyn i urządzeń energetycznych.

Materiał nauczania 1. Wprowadzenie Eksploatacja obiektów technicznych: obiekt eksploatacji, uŜytkowanie, niezawodność eksploatacyjna, trwałość eksploatacyjna, obsługa, naprawa, system eksploatacji, proces eksploatacji. Fizykochemiczne podstawy eksploatacji maszyn i urządzeń (tarcie i jego rodzaje, smarowanie elementów maszyn, wskaźniki smarów, odmiany smarowania). ZuŜycie elementów maszyn - mechaniczne, korozyjne, korozyjno--mechaniczne. Starzenie fizyczne maszyn i urządzeń. Podatność eksploatacyjna maszyn i urządzeń energetycznych. Miary uŜytkowania i ich zastosowanie. Ocena jakości pracy maszyn i urządzeń. Metody badania i oceny stanu technicznego maszyn i urządzeń. Parametry i symptomy diagnostyczne. Badania diagnostyczne łoŜysk, kół przekładni zębatych, układów mielących młynów oraz elementów maszyn na skutek ścierania. Objawy nieprawidłowej pracy maszyn i urządzeń. Przyczyny zuŜycia części maszyn. Metody zapobiegania nadmiernemu zuŜyciu. Komputeryzacja procesów eksploatacji i gospodarki remontowej siłowni cieplnej. Model informacyjny procesów gospodarki remontowej. Programy komputerowe nadzoru ogólnego (np. PRO 2000). Ćwiczenia: • Analizowanie instrukcji obsługi maszyny lub urządzenia

energetycznego. • Analizowanie harmonogramu czynności związanych z obsługą

maszyny lub urządzenia. • Rozpoznawanie rodzaju zuŜycia elementów maszyn energetycznych. • Dobieranie smarów na podstawie Dokumentacji Techniczno-

-Ruchowej. • Dobieranie materiałów i sposobów ochrony przed korozją. 2. Układy technologiczne siłowni cieplnych Proces konwersji energii w siłowni cieplnej. Schematy układu cieplnego elektrowni, elektrociepłowni i ciepłowni. Układy blokowe i kolektorowe. Obiegi mediów w układzie technologicznym elektrowni. Wpływ elektrowni na otoczenie.

70

Ćwiczenia: • RozróŜnianie elementów siłowni cieplnych na podstawie schematów

blokowych. • Analizowanie schematów blokowych elektrowni, elektrociepłowni

i ciepłowni. • Analizowanie danych eksploatacyjnych elektrowni i elektrociepłowni

polskich. • Analizowanie informacji na temat wpływu siłowni cieplnych

na środowisko naturalne. 3. Ruroci ągi i armatura Klasyfikacja rurociągów. Rurociągi parowe główne i pomocnicze. Rurociągi wodne w elektrowni. Rurociągi pomocnicze powietrza, oleju i gazu. Normalizacja rur. Rury - średnice i ciśnienia nominalne. Obliczenia hydrauliczne rurociągów. Złącza rurowe. Podpory i zamocowania rurociągów. WydłuŜenia cieplne rurociągów i ich kompensacja. MontaŜ rurociągów wysokopręŜnych. Odwodnienia rurociągów parowych. Izolacja cieplna przewodów. Zawory sterujące. Zawory zabezpieczające. Termometry. Manometry. Przepływomierze. Ocena stanu elementów ciśnieniowych. Badania diagnostyczne urządzeń ciśnieniowych. Ćwiczenia: • Dobieranie rodzaju i gatunku rur na podstawie katalogu. • Obliczanie średnicy i grubości ścianki rurociągu. • Obliczanie wydłuŜeń rurociągu i dobieranie kompensacji na podstawie

katalogów. • Dobieranie izolacji cieplnej. • Analizowanie uszkodzeń rurociągów na przykładach wycinków

pobranych w czasie napraw uszkodzonych rurociągów. 4. Urządzenia do przygotowywania paliwa Urządzenia do nawęglania. Układ nawęglania elektrowni. Urządzenia do nawęglania elektrowni. Sposoby dostawy paliwa. Urządzenia taboru kolejowego. Urządzenia rozładunku węgla w elektrowni. Transport paliwa wewnątrz siłowni. Urządzenia do kruszenia węgla. Budowa i działanie ładowarko-zwałowarki. Konstrukcja i zastosowanie suwnic bramowych. Składowiska węgla. Rodzaje przenośników do transportu węgla. Budowa przenośników taśmowych. Rodzaje młynów węglowych. Budowa i konstrukcja młyna bębnowo-kulowego. Budowa i zastosowanie młyna kulowo-misowego. Budowa i zastosowanie młyna rolkowo-misowego. Budowa i zastosowanie młyna wentylatorowego. Urządzenia

71

rozpałowe kotłów opalanych pyłem węglowym. Gospodarka paliwami ciekłymi w elektrowni. Urządzenia doprowadzające paliwo do kotła. Trzykotłowe zasobniki węgla. Instalacje gazów przemysłowych- -acetylenownia, tlenownia, wodorownia. Procesy odnowy urządzeń do przygotowywania paliwa. Zasady eksploatacji urządzeń do przygotowywania paliwa. Ćwiczenia: • Analizowanie danych technicznych wagonów węglarek róŜnych

typów. • Analizowanie pracy ładowarko-zwałowarki na podstawie schematu

technologicznego. • Analizowanie przyczyn niewłaściwego przemiału węgla w młynach. • Analizowanie przyczyn powstawania hałasu podczas przemiału

węgla oraz dobieranie sposobów przeciwdziałania. • Dobieranie urządzeń zapobiegających zawieszaniu się węgla

w zasobnikach przykotłowych. 5. Kotły parowe i wodne Rodzaje kotłów. Podstawowe zespoły kotła. Przebieg procesu spalania w palenisku kotła. Paleniska rusztowe – ruszty stałe nieruchome. Ruszty mechaniczne ruchome, podsuwowe i posuwisto-zwrotne. Paleniska komorowe. Budowa i działanie palników pyłowych. Rozmieszczenie palników pyłowych w komorze paleniskowej. Budowa walczaka. Układy separacji pary. Budowa komór i ekranów. Rodzaje przegrzewaczy pary. Charakterystyki przegrzewaczy pary. Eksploatacja przegrzewaczy pary. Rodzaje i budowa podgrzewaczy wody i powietrza. Budowa i eksploatacja obrotowych podgrzewaczy powietrza. Kotły o duŜej pojemności wodnej – kotły walczakowe. Kotły z wymuszonym obiegiem wody. Budowa kotła ze wspomaganą cyrkulacją. Kotły przepływowe. Kotły o parametrach nadkrytycznych. Sprawność kotła. Straty cieplne w kotle. Mechanizm powstawania tlenków azotu w kotle. Sposoby zapobiegania powstawaniu tlenków azotu. Kotły fluidalne. Rozruch kotłów parowych. Wpływ zmiany parametrów na pracę kotła. Typowe uszkodzenia kotłów. Wpływ zmiany paliwa na pracę kotła. Armatura i osprzęt kotła. Budowa małych kotłów c.o. Kotły grzewcze kondensacyjne. Procesy odnowy części ciśnieniowej kotła. Procesy odnowy urządzeń do odprowadzania spalin. Ćwiczenia: • Analizowanie zasady działania kotła parowego na podstawie

schematu funkcjonalnego.

72

• Określanie wpływu właściwego przemiału węgla na proces spalania paliwa.

• Analizowanie procesów odnowy urządzeń części ciśnieniowej kotła. • Analizowanie wpływu zmiany paliwa na sprawność kotła. • Analizowanie wpływu zmiany ciśnienia i temperatury wody zasilającej

na pracę kotła. • Analizowanie składu chemicznego produktów spalania całkowitego

i niecałkowitego. • Analizowanie technologii stosowanych w celu obniŜenia w spalinach

CO2 i NOX do poziomu dopuszczalnego. 6. Urządzenia pomocnicze kotłów NatęŜenie przepływu spalin. Rodzaje i budowa kominów. Rodzaje wentylatorów. Budowa wentylatorów: ciągu, podmuchu i wtórnego powietrza. Moc, sprawność wentylatorów, metody regulacji. Ochrona atmosfery. Zasady odpopielania i odŜuŜlania kotłów. Odpopielanie i odŜuŜlanie mechaniczne i hydrauliczne. Układy pneumatycznego odpopielania i odŜuŜlania. Zbiorniki retencyjne popiołu. Zbiornikowe pompy popiołu. Rodzaje urządzeń odpylających. Odpylacze cyklonowe – cyklony i multicyklony. Odpylacze elektrostatyczne – elektrofiltry. Odsiarczanie spalin – instalacje odsiarczania. Zagospodarowanie ubocznych produktów spalania. Procesy odnowy technicznej elektrofiltrów i wentylatorów. Zasady eksploatacji urządzeń pomocniczych kotłów. Ćwiczenia: • Porównywanie parametrów wentylatorów na podstawie ich

charakterystyki technicznej. • Analizowanie instrukcji obsługi wentylatorów. • Analizowanie procesów odnowy urządzeń odprowadzania spalin. • Analizowanie procesu odnowy elektrofiltrów. • Określanie metod zagospodarowania odpadów energetycznych. • Interpretowanie przepisów prawa i norm dotyczących ochrony środowiska.

• Analizowanie budowy i zasady działania odpylacza cyklonowego. • Planowanie działań mających na celu redukcję zanieczyszczeń

gazowych i pyłowych. • Analizowanie organizacji i zadań słuŜb ochrony środowiska. 7. Urządzenia stosowane w gospodarce wodnej Rodzaje i charakterystyka wód naturalnych. Wpływ jakości wody na jej przydatność w energetyce. Monitoring zanieczyszczeń wody.

73

Wymagania jakie powinna spełniać woda przeznaczona do celów przemysłowych. Twardość wody. Powstawanie osadów. Kamień kotłowy. Korozja urządzeń grzewczych i rurociągów ciepłowniczych. Metody zabezpieczania przed osadami i korozją urządzeń cieplnych i klimatyzacyjnych. Usuwanie zanieczyszczeń zawartych w wodzie. Metody zmiękczania wody. Odsalanie i demineralizacja. Właściwości jonów. Usuwanie substancji rozpuszczalnych w wodzie w procesach wymiany jonowej. Przebieg wymiany jonowej. Budowa i rodzaje wymieniaczy jonowych. Uzdatnianie wody metodą odwróconej osmozy. Technologie uzdatniania wody dla potrzeb energetyki. Odgazowanie termiczne i chemiczne. Gospodarka parą i kondensatem w kotłowniach i instalacjach energetycznych. Zapobieganie korozji w instalacjach grzewczych i technologicznych. Uzdatnianie wody stosowanej w obiegach chłodzenia. Otwarte i zamknięte obiegi chłodzenia. Chłodnie kominowe i wentylatorowe. Rodzaje ścieków występujących w elektrowniach. Urządzenia do neutralizacji ścieków.

Ćwiczenia: • Analizowanie wymagań dotyczących czystości pary zasilającej turbinę

parową. • Dobieranie urządzeń do uzdatniania wody przeznaczonej do celów

energetycznych. • Planowanie procesu przygotowania wody do obiegu kotłowego. • Uzasadnianie konieczności stosowania chłodni wentylatorowych. • Dobieranie metod zmiękczania wody przeznaczonej do celów

grzewczych. 8. Wymienniki ciepła, stacje redukcyjno-schładzaj ące Rodzaje wymienników ciepła. Konstrukcje i budowa przeponowych wymienników ciepła. Wymienniki parowo-wodne i wodno-wodne. Bezprzeponowe wymienniki ciepła. OŜebrowane wymienniki ciepła. Wyparki. Zasobniki ciepła. Chłodnice olejowe. Cel i zakres stosowania regeneracji ciepła. Podgrzewacze regeneracyjne. Budowa podgrzewaczy regeneracyjnych. Osprzęt podgrzewaczy regeneracyjnych. Układy regeneracji. Schematy podgrzewaczy regeneracyjnych. Układ regeneracji bloku. Urządzenia redukcyjno-schładzające. Rodzaje rozpręŜaczy i schładzaczy. Konstrukcje rozpręŜaczy i schładzaczy. Układy stacji redukcyjno-schładzających. Przeznaczenie i działanie rozpręŜaczy odmulin i odsolin. Wymagania UDT dotyczące kotłów wodnych i stałych zbiorników ciśnieniowych.

74

Ćwiczenia: • Określanie celu regeneracji ciepła. • Analizowanie konstrukcji róŜnych wymienników ciepła. • Określanie celu stosowania i sposobu działania stacji redukcyjno-

-schładzających. • Analizowanie celu stosowania buforów ciepła. 9. Sieci ciepłownicze Rodzaje i systemy sieci ciepłowniczych. Obliczenia hydrauliczne c.o. i c.w.u. Przewody i armatura sieci ciepłowniczych. Sposoby układania przewodów. Eksploatacja sieci ciepłowniczych. Konserwacja sieci. Przyczyny awarii w sieci. Odwodnienia i odpowietrzenia. Przeizolowane sieci ciepłownicze. Rodzaje węzłów cieplnych. Instalacje c.o. i c.w.u. w budynkach mieszkalnych. Elementy instalacji c.o. i c.w.u. Regulacja instalacji c.o. i c.w.u. Zasady eksploatacji instalacji c.o. Ćwiczenia: • Analizowanie róŜnych systemów ukształtowania sieci ciepłowniczych

pod kątem niezawodności dostaw ciepła. • Obliczanie strat ciśnienia w przewodach sieci ciepłowniczych. • Określanie norm zuŜycia ciepłej wody uŜytkowej. • Analizowanie wyposaŜenia węzłów cieplnych na podstawie schematu

lub dokumentacji technicznej. • Analizowanie sposobów konserwacji sieci ciepłowniczych. 10. Pompy, spr ęŜarki, wentylatory Klasyfikacja maszyn przepływowych. Wydajność, wysokość podnoszenia, moc uŜyteczna, sprawność maszyn przepływowych. Pompy wyporowe – konstrukcje i zastosowania. Pompy wirnikowe. Pompy: odśrodkowe, helikoidalne, diagonalne i śmigłowe. Pompy specjalne i samozasysające. Rodzaje i charakterystyki układów pompowych. Kawitacja i sposoby jej unikania. Elementy konstrukcyjne pomp: wirniki, kadłuby, uszczelnienia wirnika, dławnice, wały i łoŜyska. Charakterystyki i konstrukcje pomp. SpręŜarki tłokowe, wirnikowe (osiowe, promieniowe) i specjalne. SpręŜarki tłokowe: jednostopniowe i wielostopniowe. Teoretyczne i rzeczywiste przebiegi spręŜania. Indykator i wykres indykatorowy. Charakterystyki i konstrukcje spręŜarek tłokowych. SpręŜarki wirnikowe. SpręŜ, spiętrzenie, wydajność, moc i sprawność. Wielostopniowe spręŜarki wirnikowe. Wentylatory, dmuchawy i turbospręŜarki. Charakterystyki i konstrukcje spręŜarek wirnikowych. SpręŜarki śrubowe i specjalne. Konstrukcje i zakres stosowalności róŜnych typów spręŜarek. Wentylatory: przemysłowe

75

(promieniowe, osiowe, diagonalne i specjalnego przeznaczenia). Dobór, współpraca z instalacją i sposoby regulacji wydajności pomp, spręŜarek i wentylatorów. Automatyka pompowa, spręŜarkowa i wentylacyjna. Systemy wentylacyjne. Systemy spręŜonego powietrza. MontaŜ i obsługa pomp, wentylatorów i spręŜarek. Ćwiczenia: • Wyznaczanie charakterystyk pomp, wentylatorów. • Dobieranie pomp, wentylatorów, spręŜarek do instalacji na podstawie

ich charakterystyk. • Analizowanie typowych uszkodzeń pomp, wentylatorów i spręŜarek. • Analizowanie przyczyn powstawania kawitacji w układach

pompowych i ustalanie sposobów zapobiegania temu zjawisku. • Dobieranie sposobów regulacji pomp wirnikowych i objętościowych. • Analizowanie sposobów napędu pomp, spręŜarek i wentylatorów. • Porównywanie budowy i zasady działania wentylatorów osiowych

i promieniowych. 11. Turbiny Klasyfikacja turbin. Podstawowe elementy turbin: wirnik, dysze, kierownice, nawrotnice i łopatki. Rodzaje turbin. Turbiny osiowe i promieniowe. Turbiny akcyjne i reakcyjne. Turbiny parowe. Stopnie turbin osiowych. Analiza pracy stopnia akcyjnego i reakcyjnego. Praca teoretyczna stopnia i moc teoretyczna turbiny. Turbina akcyjna jednostopniowa. Wielostopniowe turbiny akcyjne i reakcyjne. Straty i sprawność turbiny. Turbiny kondensacyjne i przeciwpręŜne. Ciśnienie wylotowe turbin kondensacyjnych i przeciwpręŜnych. Turbiny stosowane w elektrociepłowniach: przeciwpręŜne, upustowo-przeciwpręŜne i upustowo-kondensacyjne. Turbiny gazowe w energetyce i ciepłownictwie. Układy gazowo-parowe. Automatyczna regulacja turbin parowych i gazowych. Natryskowe i naporowe turbiny wodne. Wirniki- zasada działania i charakterystyki turbin wodnych. Turbiny wiatrowe. Zasady eksploatacji turbin. Podstawy obliczeń turbin. Skraplacze- -materiały stosowane do ich budowy. Mocowanie wspornika skraplacza. Nieszczelności skraplaczy. Zanieczyszczenia skraplaczy. Urządzenia próŜniowe, zuŜycie energii. Procesy odnowy turbin parowych. Ćwiczenia: • Analizowanie budowy i zasady działania turbin parowych, gazowych

i wodnych. • Rozpoznawanie elementów turbin na podstawie schematu

kinematycznego.

76

• Analizowanie pracy stopnia akcyjnego i reakcyjnego turbiny. • Obliczanie bilansu cieplnego skraplacza. • Określanie przyczyn awarii skraplacza i sposobów regeneracji. • Analizowanie zasad wywaŜania statycznego i dynamicznego wału

turbiny. • Ustalanie zasad rozruchu i zatrzymania turbiny parowej. 12. Silniki spalinowe Rodzaje silników spalinowych. Obiegi porównawcze silników spalinowych. Wytwarzanie mieszanki paliwowo - powietrznej. Silnik czterosuwowy iskrowy. Silnik dwusuwowy iskrowy. Silnik czterosuwowy wysokopręŜny. Silnik dwusuwowy wysokopręŜny. Układy rozrządu. Układy zapłonowe. Pompy wtryskowe silników wysokopręŜnych. Układy smarowania silników. Elektrownie ze spalinowymi silnikami wysokopręŜnymi. Silniki odrzutowe. Silniki rakietowe. Ćwiczenia: • Określenie parametrów silnika spalinowego na podstawie jego

charakterystyki. • Analizowanie rozwiązań technicznych silników spalinowych

na podstawie dokumentacji. • Analizowanie danych dotyczących nowych rozwiązań konstrukcyjnych

silników spalinowych. • Obliczanie ciągu silnika odrzutowego. Środki dydaktyczne Modele maszyn i urządzeń energetycznych. Eksponaty maszyn i urządzeń energetycznych. Modele silników cieplnych. Instrukcje obsługi spręŜarek, wentylatorów, silników, turbin. Rysunki techniczne maszyn i urządzeń energetycznych. Tablice poglądowe maszyn i urządzeń. Polskie Normy. Katalogi handlowe maszyn i urządzeń. Filmy dydaktyczne dotyczące budowy, montaŜu, eksploatacji maszyn i urządzeń energetycznych. Zestaw komputerowy z oprogramowaniem biurowym i dostępem do Internetu. Uwagi o realizacji

Program nauczania przedmiotu Eksploatacja maszyn i urządzeń energetycznych obejmuje podstawową wiedzę z zakresu konstrukcji

77

maszyn i urządzeń energetycznych, takich jak: kotły parowe i wodne, pompy, spręŜarki, wentylatory, turbiny, ich działania oraz zasad eksploatacji.

Podczas jego realizacji szczególnie waŜne jest opanowanie przez ucznia teoretycznych podstaw z zakresu energetyki cieplnej, gospodarki paliwowej i wodnej, obiegów cieplnych, urządzeń cieplno– -mechanicznych siłowni cieplnych oraz przepisów Urzędu Dozoru Technicznego.

W celu zapewnienia spójności i efektywności kształcenia, program powinien być realizowany w korelacji z przedmiotami ogólnokształcącymi, takimi jak: fizyka i chemia oraz z treściami kształcenia następujących przedmiotów zawodowych: Pracownia termodynamiki i mechaniki płynów, Technologia procesów energetycznych oraz Pracownia automatyki.

Osiągnięcie zamierzonych celów kształcenia zapewni stosowanie podających i aktywizujących metod nauczania, takich jak: wykład konwersatoryjny, dyskusja dydaktyczna, pokaz z wykorzystaniem obiektów naturalnych, modeli maszyn lub urządzeń energetycznych.

Podczas kształtowania umiejętności szczególnie przydatne jest zastosowanie ćwiczeń praktycznych oraz metody przewodniego tekstu, proponuje się równieŜ organizowanie wycieczek dydaktycznych.

Zaleca się stosowanie filmów dydaktycznych, gdy przedmiotem treści kształcenia są nietypowe maszyny i urządzenia oraz stosowania programów komputerowych do symulacji pracy maszyn i urządzeń energetycznych.

Planując proces nauczania, nauczyciel powinien zwrócić szczególną uwagę na: −−−− stwarzanie sytuacji dydaktycznych, które pozwolą na wyszukiwanie,

gromadzenie i przetwarzanie informacji, −−−− kształtowanie zainteresowań technicznych, twórczego działania oraz



−−−− kształtowanie umiejętności komunikowania się, pracy zespołowej oraz umiejętności prezentacji projektu. Zajęcia powinny odbywać się w odpowiednio wyposaŜonej pracowni

procesów energetycznych. Czas przeznaczony na ćwiczenia powinien wynosić 30% liczby godzin przewidzianych w szkolnym planie nauczania na realizację przedmiotu. Ćwiczenia powinny być prowadzone w grupach do 15 osób, z podziałem na 2-4 osobowe zespoły.

Przykładowe ćwiczenia zamieszczone w działach tematycznych stanowią propozycję do wykorzystania przez nauczyciela. Zakres

78

ćwiczeń moŜe być rozszerzany w miarę potrzeb edukacyjnych. Proponuje się następujący podział godzin na realizację

poszczególnych działów tematycznych:


1. Wprowadzenie 10 2. Układy technologiczne siłowni cieplnych 10 3. Rurociągi i armatura 20 4. Urządzenia przygotowania paliwa 22 5. Kotły parowe i wodne 22 6. Urządzenia pomocnicze kotłów 20 7. Urządzenia stosowane w gospodarce wodnej 10 8. Wymienniki ciepła, stacje redukcyjno-schładzające 10 9. Sieci ciepłownicze 10

10. Pompy, spręŜarki, wentylatory 10 11. Turbiny 18 12. Silniki spalinowe 10

Razem 172


Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się systematycznie przez cały czas realizacji programu przedmiotu, na podstawie ustalonych kryteriów. Kryteria oceniania powinny uwzględniać poziom wiadomości oraz zakres opanowania przez uczniów umiejętności załoŜonych w szczegółowych celach kształcenia.


Do oceny wykonywanych ćwiczeń zaleca się opracowanie karty obserwacji, która powinna uwzględniać: −−−− poprawność merytoryczną wykonywanego ćwiczenia, −−−− aktywność ucznia podczas wykonywania ćwiczenia, −−−− wykorzystywanie róŜnych źródeł informacji, −−−− współpracę w zespole, −−−− systematyczność w pracy oraz terminowość.

Po zakończeniu realizacji programu nauczania poszczególnych działów tematycznych proponuje się zastosowanie testu pisemnego z zadaniami zamkniętymi i otwartymi.

79

W ocenie końcowej naleŜy uwzględnić wyniki wszystkich metod sprawdzania zastosowanych przez nauczyciela. Podstawą do uzyskania pozytywnej oceny powinno być poprawne wykonanie ćwiczeń . Literatura Fortuna S.: Wentylatory. TECHWENT, Kraków 1999 Gnutek Z., Kortylewski W.: Maszynoznawstwo energetyczne. Oficyna wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003 Gundlach W.R.: Podstawy maszyn przepływowych i ich systemów energetycznych. WNT, Warszawa 2008 Jackowski K. i in.: Układy pompowe. Wydawnictwo PW, Warszawa 1992 Jędral W.: Pompy wirowe. PWN, Warszawa 2001 Kalotka J., Pająk M.: Gospodarka remontowa elektrowni cieplnych. Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji PIB, Radom 2006 Kordylewski W.: Spalanie i paliwa. Oficyna Wydawnicza PWr., Wrocław 2001 Korczak A., Rokita J.: Pompy i układy pompowe. PŚl., Gliwice 1998 Kowalski Cz.: Kotły gazowe centralnego ogrzewania, wodne niskotemperaturowe. WNT, Warszawa 1994 Kucowski J., Laudyn D., Przekwas M.: Energetyka a ochrona środowiska. WNT, Warszawa 1993 Perycz S.: Turbiny parowe i gazowe. Ossolineum, Wrocław – Warszawa – Kraków 1992. Szargut J., Ziębik A.: Podstawy energetyki cieplnej. PWN, Warszawa 2000 Turbiny parowe. Wymagania i badania odbiorcze. PN-71/M-35520 Zieliński Z.: Maszyny i urządzenia cieplne i energetyczne. PWSZ, Warszawa 1969 Wykaz literatury naleŜy aktualizować w miarę ukazywania się nowych pozycji wydawniczych.

80

ZAJĘCIA PRAKTYCZNE Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii, −−−− dobrać przyrządy do wykonywania pomiarów, −−−− wykonać pomiary warsztatowe, −−−− dokonać konserwacji przyrządów pomiarowych, −−−− wykonać typowe prace ślusarskie, −−−− wykonać wyrób z wykorzystaniem operacji toczenia, frezowania,

wiercenia i szlifowania, −−−− przeprowadzić wybrane procesy obróbki cieplnej, −−−− wykonać połączenia metodą spawania elektrycznego, spawania

gazowego i zgrzewania, −−−− wykonać podstawowe operacje kucia i tłoczenia, −−−− wykonać połączenia w procesie lutowania miękkiego, twardego

i klejenia, −−−− ocenić jakość połączeń spajanych, −−−− wykonać połączenia rozłączne i nierozłączne, −−−− dobrać narzędzia, sprawdziany i przyrządy do demontaŜu i montaŜu, −−−− wykonać montaŜ i demontaŜ maszyn i urządzeń oraz ich zespołów, −−−− wykonać montaŜ i demontaŜ napędów i układów sterowania

hydraulicznego i pneumatycznego, −−−− dokonać montaŜu i demontaŜu urządzeń, maszyn i aparatów

elektrycznych, −−−− dobrać narzędzia i przyrządy do badań diagnostycznych, naprawy

oraz konserwacji maszyn i urządzeń elektrycznych i energetycznych, −−−− wykonać pomiary podstawowych wielkości elektrycznych, −−−− wykonać pomiary parametrów elementów, urządzeń, maszyn

i układów elektrycznych, elektronicznych i energoelektronicznych, −−−− wykonać pomiary parametrów maszyn i urządzeń energetycznych, −−−− zaplanować czynności konserwacyjno-naprawcze maszyn i urządzeń

energetycznych na podstawie przeprowadzonej oceny technicznej, −−−− wykonać czynności związane z konserwacją i naprawą uszkodzonych

części maszyn i urządzeń energetycznych, −−−− dokonać regulacji i próbnego uruchomienia maszyn i urządzeń

energetycznych, −−−− zastosować połączenia elektryczne i mechaniczne w maszynach

i urządzeniach elektrycznych i energetycznych, −−−− wykonać typowe prace występujące w gospodarce narzędziowej,

81

−−−− posłuŜyć się dokumentacją techniczną, PN i instrukcjami obsługi podczas wykonywania operacji technologicznych,

−−−− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas wykonywania pracy.

Materiał nauczania 1. Zajęcia wprowadzaj ące Zapoznanie się z organizacją zajęć praktycznych w warsztacie szkolnym. Zapoznanie się z organizacją i wyposaŜeniem stanowisk pracy. Zapoznanie się z regulaminem pracy warsztatów oraz przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska w warsztacie szkolnym. Zapoznanie się z procedurami postępowania w przypadku zagroŜeń występujących na stanowisku pracy. 2. Pomiary warsztatowe Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska i ochrony przeciwpoŜarowej podczas wykonywania pomiarów warsztatowych. Wykonywanie pomiarów przyrządami suwmiarkowymi. Wykonywanie pomiarów przyrządami mikrometrycznymi. Wykonywanie pomiarów kątomierzami. Sprawdzanie wielkości szczelin, promieni zaokrągleń, kąta prostego, płaskości powierzchni (liniały, kątowniki, promieniomierze, szczelinomierze, wzorce kątów). Wykonywanie pomiarów z zastosowaniem czujnika zegarowego. Wykonywanie pomiarów z zastosowaniem mikroskopu warsztatowego. Konserwacja i przechowywanie przyrządów pomiarowych. 3. Prace ślusarskie Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas wykonywania prac ślusarskich. Trasowanie na płaszczyźnie. Trasowanie przestrzenne. Ścinanie, wycinanie i przecinanie. Prostowanie. Gięcie. Zwijanie spręŜyn. Wykonywanie podstawowych prac blacharskich. Piłowanie zgrubne i wykańczające powierzchni płaskich i kształtowych. Wypiłowywanie otworów. Wiercenie, pogłębianie, rozwiercanie. Gwintowanie. Nitowanie. Docieranie. Polerowanie. Ostrzenie narzędzi. Sprawdzanie jakości wykonanych prac.

82

4. Maszynowa obróbka skrawaniem Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas maszynowej obróbki wiórowej skrawaniem. Obsługiwanie tokarek, frezarek i szlifierek. Mocowanie przedmiotów obrabianych i narzędzi. Toczenie powierzchni walcowych zewnętrznych, czołowych i wewnętrznych. Wiercenie i rozwiercanie. Gwintowanie za pomocą gwintowników i narzynek. Frezowanie powierzchni płaskich. Frezowanie rowków. Wykonywanie operacji szlifowania powierzchni płaskich i wałków. Sprawdzanie jakości wykonanych prac. 5. Obróbka cieplna i plastyczna Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas obróbki cieplnej i plastycznej. Nagrzewanie materiału do obróbki cieplnej. Hartowanie, wyŜarzanie i odpuszczanie. Nagrzewanie materiału do kucia. Wykonywanie podstawowych operacji kucia swobodnego ręcznego i mechanicznego. Wykonywanie podstawowych operacji tłoczenia. Sprawdzanie jakości wykonanych prac. 6. Spawanie, zgrzewanie, lutowanie, klejenie Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas spawania, zgrzewania, lutowania i klejenia. Wykonywanie połączeń metodą spawania gazowego, spawania elektrycznego i zgrzewania. Pobielanie. Wykonywanie połączeń w procesie lutowania miękkiego i lutowania twardego. Klejenie metali i tworzyw sztucznych. Sprawdzanie jakości wykonanych prac. 7. Monta Ŝ i demonta Ŝ maszyn i urz ądzeń Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska i ochrony przeciwpoŜarowej podczas montaŜu i demontaŜu części maszyn i urządzeń. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu połączeń z wciskiem. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu połączeń gwintowych oraz połączeń kształtowych. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu wałów, przekładni i osi. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu łoŜysk ślizgowych, łoŜysk tocznych oraz połączeń rurowych. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu sprzęgieł nierozłącznych i rozłącznych oraz mechanizmów napędowych. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu napędów i układów sterowania hydraulicznego i pneumatycznego. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu maszyn i urządzeń. Sprawdzanie jakości wykonanych prac.

83

8. Obsługa, konserwacja i naprawa maszyn i urz ądzeń Przestrzeganie zasad bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas konserwacji, naprawy i eksploatacji maszyn i urządzeń. Przeprowadzanie badań diagnostycznych. Planowanie napraw i konserwacji. Weryfikowanie części. Naprawianie części w procesach spawania, lutowania, klejenia, obróbki ręcznej i mechanicznej skrawaniem, obróbki cieplnej i plastycznej. Smarowanie i konserwacja maszyn i urządzeń. Zabezpieczanie i ochrona przed korozją. Wykonywanie prac związanych z obsługą, konserwacją, naprawą maszyn i urządzeń energetycznych. Instalowanie, ustawianie, podłączanie, uruchamianie maszyn i urządzeń, energetycznych. Sprawdzanie jakości wykonanych prac. 9. Prace elektryczne Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwporaŜeniowej i przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas wykonywania prac elektrycznych. Wykonywanie pomiarów parametrów maszyn, urządzeń i instalacji elektrycznej. Sprawdzanie i pomiar napięć zasilających. Sprawdzanie przewodów i kabli. Dokonywanie montaŜu i demontaŜu elementów, podzespołów i urządzeń elektrycznych, elektronicznych, energoelektronicznych oraz aparatury zabezpieczającej. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu instalacji elektrycznej. Wykonywanie montaŜu i demontaŜu maszyn elektrycznych. Naprawa podzespołów mechanicznych maszyn i urządzeń elektrycznych. Instalowanie, ustawianie, podłączanie i uruchamianie maszyn, urządzeń i aparatów elektrycznych. Sprawdzanie jakości wykonanych prac. Uwagi o realizacji

Celem realizacji programu zajęć praktycznych jest kształtowanie umiejętności praktycznych niezbędnych do wykonywania zadań zawodowych oraz łączenie teorii z praktyką.

Program zajęć praktycznych moŜe być realizowany w warsztatach szkolnych, Centrach Kształcenia Praktycznego oraz w energetycznych przedsiębiorstwach produkcyjnych i usługowych na wydzielonych i odpowiednio wyposaŜonych stanowiskach do ćwiczeń.

Przed przystąpieniem do realizacji programu naleŜy zapoznać uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska na stanowisku pracy.

Podczas procesu nauczania-uczenia się naleŜy tak dobierać prace i ćwiczenia do wykonania przez uczniów, aby zapewnić realizację zaplanowanych celów kształcenia.

84

Stanowiska do ćwiczeń powinny być wyposaŜone w sprzęt, narzędzia, materiały i pomoce dydaktyczne. Uczniowie powinni mieć moŜliwość korzystania z róŜnych źródeł informacji, takich jak: normy, instrukcje, poradniki, dokumentacja techniczna.

Zajęcia powinny być prowadzone w grupach do 15 osób. W zaleŜności od miejsca realizacji programu, moŜliwości organizacyjno- -technicznych oraz bazy dydaktycznej zajęcia praktyczne powinny być prowadzone metodą ćwiczeń praktycznych.

Osiągnięcie załoŜonych celów kształcenia umoŜliwi prowadzenie instruktaŜu wstępnego, bieŜącego i końcowego.

InstruktaŜ wstępny dotyczy wszystkich czynności, które powinien wykonać uczeń w czasie samodzielnej pracy. Komentarz słowny powinien być ograniczony, natomiast naleŜy demonstrować sposób wykonania czynności, zwracając uwagę na kolejność ich wykonywania. W czasie instruktaŜu wstępnego nauczyciel powinien zapoznać uczniów z tematem zajęć, stosowanymi narzędziami i materiałami, określić sposób przygotowania stanowiska pracy, określić wymagania techniczne, zademonstrować i objaśnić poszczególne operacje oraz sposób dokonywania pomiarów i sprawdzania wykonanej pracy.

Celem instruktaŜu bieŜącego jest obserwacja pracy ucznia, wskazywanie oraz korygowanie popełnianych błędów. Nauczyciel powinien sprawdzać, czy wykonywane czynności są zgodne z instruktaŜem. Bardzo waŜne jest zwracanie uwagi na staranność wykonania zadań i jakość pracy.

Po zakończeniu pracy naleŜy przeprowadzić instruktaŜ końcowy. Celem tego instruktaŜu jest analiza i ocena wykonanej pracy.

Uzyskanie przez uczniów odpowiedniego poziomu kompetencji zawodowych wymaga kształtowania umiejętności: współpracy w zespole, korzystania z róŜnych źródeł informacji oraz doskonalenia zawodowego. NaleŜy kształtować takie cechy osobowości, jak: rzetelność i odpowiedzialność za powierzoną pracę, dbałość o jej jakość, o porządek na stanowisku pracy, poszanowanie dla pracy innych osób, dbałość o racjonalne wykorzystanie materiałów.

Nauczyciel powinien uświadomić uczniom, Ŝe zawód technika energetyka wymaga stałego i systematycznego uzupełniania wiedzy oraz doskonalenia umiejętności ze względu na nieustanny rozwój technologii oraz postęp w organizacji pracy.

85



1. Zajęcia wprowadzające 4 2. Pomiary warsztatowe 28 3. Prace ślusarskie 28 4. Maszynowa obróbka skrawaniem 28 5. Obróbka cieplna i plastyczna 20 6. Spawanie, zgrzewanie, lutowanie, klejenie 28 7. MontaŜ i demontaŜ maszyn i urządzeń 56 8. Obsługa, konserwacja, naprawa maszyn i urządzeń 60 9. Prace elektryczne 28

Razem 280

Podane w tabeli liczby godzin na realizację poszczególnych działów mają charakter orientacyjny. Nauczyciel moŜe wprowadzić zmiany, mające na celu dostosowanie programu do potrzeb rynku pracy. Propozycje metod sprawdzania i oceny osi ągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć edukacyjnych uczniów powinno odbywać się systematycznie, na podstawie określonych kryteriów. Kryteria oceniania powinny uwzględniać zakres i stopień opanowania przez uczniów wiadomości i umiejętności praktycznych wynikających ze szczegółowych celów kształcenia. Nauczyciel powinien dokonać hierarchizacji celów oraz opracować wymagania edukacyjne na poszczególne stopnie szkolne.

Osiągnięcia uczniów naleŜy oceniać na podstawie: −−−− ustnych sprawdzianów poziomu wiadomości i umiejętności, −−−− ukierunkowanej obserwacji czynności ucznia w trakcie wykonywania

zadań praktycznych, −−−− sprawdzianów praktycznych z zadaniami typu próba pracy.

W celu dokonania oceny, w zaleŜności od metody oceniania, naleŜy przygotować arkusz obserwacji lub sprawdzian z zadaniami typu próba pracy.

Kryteria słuŜące do oceny poziomu opanowania umiejętności praktycznych powinny uwzględniać: −−−− planowanie wykonania zadania, −−−− organizowanie stanowiska pracy, −−−− dobór odpowiednich narzędzi, przyrządów, urządzeń i materiałów

do wykonania pracy, −−−− zachowanie ładu i porządku na stanowisku pracy,

86

−−−− zachowanie kolejności wykonywania czynności według obowiązującej technologii,

−−−− posługiwanie się dokumentacją technologiczną i warsztatową, −−−− przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska, −−−− estetykę i jakość wykonania pracy, −−−− prezentowanie efektów pracy, −−−− samoocenę wykonanej pracy.

Kontrolę poprawności wykonania zadania naleŜy przeprowadzać podczas jego realizacji i po wykonaniu. Wykonanie poszczególnych zadań zaleca się oceniać w kategorii: umie lub nie umie wykonać poprawnie zadania.

Po stwierdzeniu, Ŝe uczeń umie wykonać zadanie, naleŜy wystawić ocenę według przyjętych kryteriów, zgodnie z obowiązującą skalą ocen.

Po zakończeniu realizacji programu działu tematycznego zaleca się zastosowanie sprawdzianu praktycznego z zadaniem typu próba pracy. Zadanie powinno być zaopatrzone w kryteria oceny i schemat punktowania.

W ocenie końcowej osiągnięć ucznia naleŜy uwzględnić wyniki wszystkich metod sprawdzania zastosowanych przez nauczyciela.

87

JĘZYK OBCY ZAWODOWY Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− posłuŜyć się językiem obcym w zakresie wykonywanych zadań, −−−− porozumieć się z uczestnikami procesu pracy wykorzystując

słownictwo ogólnotechniczne, −−−− wykorzystać obcojęzyczne zasoby Internetu związane z tematyką

zawodową, −−−− wydać instrukcje i polecenia w języku obcym, −−−− przeczytać i przetłumaczyć korespondencję oraz informacje prasowe

z zakresu energetyki, −−−− przeczytać ze zrozumieniem oraz przetłumaczyć obcojęzyczną

dokumentację techniczną urządzeń i maszyn energetycznych, −−−− zredagować notatkę z tekstu słuchanego i czytanego z zakresu

energetyki, −−−− zastosować ustne instrukcje w języku obcym podczas obsługi

i konserwacji urządzeń i systemów energetycznych, −−−− opisać w języku obcym proces technologiczny wytwarzania energii

cieplnej i elektrycznej, −−−− uzyskać podczas rozmowy telefonicznej informacje dotyczące

sprzedaŜy i serwisu urządzeń i systemów energetycznych, −−−− posłuŜyć się liczebnikami głównymi i porządkowymi przy nastawianiu

bądź odczytywaniu parametrów aparatury kontrolno-pomiarowej, −−−− rozróŜnić komendy i polecenia obcojęzyczne podczas nadzorowania

pracy urządzeń i systemów energetycznych, −−−− nawiązać kontakt z firmami, instytucjami i osobami prywatnymi,

w sprawach zawodowych, z wykorzystaniem poczty tradycyjnej i elektronicznej,

−−−− zredagować obcojęzyczną korespondencję dotyczącą reklamy i promocji firmy,

−−−− uzyskać podczas rozmowy telefonicznej informacje dotyczące sprzedaŜy i serwisu urządzeń i maszyn energetycznych,

−−−− przetłumaczyć, z zachowaniem zasad gramatyki i ortografii języka obcego, teksty zawodowe z energetyki napisane w języku polskim,

−−−− posłuŜyć się słownictwem związanym z prowadzeniem działalności gospodarczej,

−−−− skorzystać z obcojęzycznych źródeł informacji w celu doskonalenia się i aktualizowania wiedzy zawodowej,

88

−−−− skorzystać z dwujęzycznych słowników: ogólnego i technicznego, obcojęzycznych słowników specjalistycznych oraz komputerowych słowników podręcznych,

−−−− skorzystać z obcojęzycznych źródeł informacji, norm, katalogów, poradników, literatury technicznej i czasopism zawodowych.

Materiał nauczania 1. Zagadnienia leksykalne: terminologia zawodowa Słownictwo związane z wykonywaniem zawodu technika energetyka w zakresie projektowania, montaŜu, eksploatacji oraz napraw urządzeń, maszyn i systemów energetycznych (słownictwo dotyczące energii: rodzaje energii, rynek energetyczny w Polsce i UE, nowe technologie, wytwórcy i odbiorcy na rynku energii, urządzenia i maszyny energetyczne, elementy elektryczne i elektroniczne, elementy układów pneumatycznych i hydraulicznych, narzędzia, aparatura kontrolno-pomiarowa). Ćwiczenia: • Opisywanie zadań i czynności zawodowych. • Opisywanie właściwości technicznych przedmiotów. • Sporządzanie specyfikacji elektrowni, elektrociepłowni i ciepłowni

w języku obcym. • Wykonywanie plansz z obcojęzycznymi nazwami części urządzeń

i maszyn energetycznych. • Wykonywanie testów słownikowych z zakresu znajomości terminologii

zawodowej. 2. Doskonalenie pracy z tekstem Dokumentacja techniczna dotycząca budowy, działania i eksploatacji urządzeń, maszyn i systemów energetycznych. Obcojęzyczna prasa specjalistyczna, normy, katalogi, poradniki. Ćwiczenia: • Korzystanie z materiałów pomocniczych: słowników, opracowań

specjalistycznych, Internetu. • Wyszukiwanie artykułów o tematyce zawodowej w sieci Internet. • Analizowanie struktury tekstu, identyfikowanie zagadnień głównych

i drugorzędnych. • Formułowanie wniosków z informacji podanych w tekście. • Posługiwanie się kontekstem w zrozumieniu dokumentu.

89

• Formułowanie pytań dotyczących wysłuchanego i przeczytanego tekstu.

• Sporządzanie notatki z przeczytanego tekstu. • Wysyłanie i odbieranie obcojęzycznych wiadomości pocztą

elektroniczną – symulacja komputerowa w parach. • Tłumaczenie tekstów zawodowych z języka polskiego na język obcy. • Tworzenie własnego słowniczka terminologii zawodowej. • Ćwiczenia weryfikujące rozumienie tekstu ze słuchu. 3. Konwersacje zawodowe Kształtowanie stosunków interpersonalnych. WyraŜanie Ŝyczeń i Ŝądań w języku obcym. UŜycie form grzecznościowych w działalności zawodowej. Prowadzenie rozmowy telefonicznej.Negocjacje, wywiady. Ćwiczenia: • Zadawanie pytań i udzielanie odpowiedzi na tematy zawodowe

(praca w parach). • Stosowanie zwrotów konwersacyjnych uŜywanych do wyraŜania

pozytywnej opinii, zgłaszania wątpliwości, stawiania warunków, argumentowania.

• Stosowanie zwrotów grzecznościowych uŜywanych w rozmowach zawodowych (symulacja).

• Uzyskiwanie i udzielanie informacji w konwersacji przez telefon (symulacja).

• Przeprowadzenie wywiadu z prezesem przedsiębiorstwa energetycznego (praca w parach).

Środki dydaktyczne Słowniki dwujęzyczne techniczne, specjalistyczne i ogólne. Czasopisma specjalistyczna, normy, katalogi, poradniki. Podręczniki zawodowe w języku obcym. Filmy o tematyce zawodowej w wersji obcojęzycznej. Nagrania tekstów z zakresu języka obcego ogólnego, technicznego i specjalistycznego. Zestaw plansz z obcojęzyczną terminologią urządzeń, maszyn i systemów energetycznych. Instrukcje obsługi i instrukcje serwisowe urządzeń i systemów energetycznych w języku obcym. Sprzęt audiowizualny: telewizor, magnetowid. Sprzęt komputerowy.

90

Uwagi o realizacji programu Realizacja programu nauczania przedmiotu ma na celu kształtowanie

umiejętności praktycznego posługiwania się językiem obcym zawodowym, w zakresie czterech sprawności językowych: −−−− rozumienia ze słuchu, −−−− mówienia, −−−− czytania ze zrozumieniem, −−−− pisania i redagowania wypowiedzi.

Program nauczania języka zawodowego stanowi kontynuację języka obcego nauczanego jako przedmiot ogólny, toteŜ warunkiem przystąpienia do nauki przedmiotu jest znajomość danego języka przynajmniej na poziomie podstawowym.

Wskazane jest wstępne zdiagnozowanie poziomu językowego uczniów w celu ewentualnego zmodyfikowania treści kształcenia. Zajęcia z języka obcego zawodowego naleŜy zorganizować w klasie IV. Podczas realizacji programu nauczyciel powinien bazować na umiejętnościach językowych ucznia w zakresie ogólnym oraz umiejętnościach i wiadomościach z zakresu energetyki i dziedzin jej pokrewnych.

Zajęcia edukacyjne naleŜy organizować w pracowni dydaktycznej wyposaŜonej w środki audiowizualne. Część zajęć naleŜy prowadzić w pracowni komputerowej z dostępem do Internetu i poczty elektronicznej. Uczniowie powinni otrzymywać do przetłumaczenia lub materiały opracowane na zajęciach z przedmiotów zawodowych. Zajęcia powinny być prowadzone w porozumieniu i konsultacji z nauczycielami prowadzącymi zajęcia z przedmiotów zawodowych.

Realizując program naleŜy szczególną uwagę zwrócić na przygotowanie ucznia do samodzielnego zdobywania i wykorzystania wiedzy, planowania i organizowania własnej pracy, twórczego rozwiązywania problemów, rozwijania zainteresowań i sprawności.

Od pierwszych zajęć naleŜy kształtować umiejętności: posługiwania się współczesnymi źródłami informacji, słownikami, prasą obcojęzyczną, czytania ze zrozumieniem, problematyzowania, hierarchizowania, streszczania, sporządzania notatki, a takŜe sprawnego korzystania z Internetu. Umiejętność posługiwania się róŜnymi źródłami informacji oraz wzbogacania wiedzy mogą rozwijać przygotowywane przez uczniów referaty, indywidualne wystąpienia na dany temat, streszczenia tekstów i artykułów zawodowych.

Osiągnięcie przez uczniów załoŜonych w programie szczegółowych celów kształcenia wymaga stosowania róŜnych metod nauczania: podających oraz aktywizujących uczniów podczas poznania nowej wiedzy.

Zajęcia grupowe (w zespołach 4-6 osobowych) powinny być prowadzone metodami aktywizującymi, z preferowaniem dyskusji

91

w języku obcym, prowadzonych róŜnymi technikami: burzy mózgów, metaplanu, symulacji i inscenizacji. Ponadto proponuje się prowadzenie ćwiczeń indywidualnych, dostosowanych do poziomu i tempa uczenia się ucznia, związanych głównie z tłumaczeniami i korzystaniem z Internetu. Zaleca się równieŜ wykonywanie projektów w zespołach 2-5 osobowych, dotyczących przygotowania większych opracowań, plansz, specyfikacji. Wskazane są równieŜ metody eksponujące, szczególnie prezentacja krótkich filmów o tematyce zawodowej. Podstawowym zadaniem filmów (nagrań) jest wzmocnienie przekazu słownego, Ŝywa demonstracja zawodowych kontekstów poprzez prezentację zagranicznych doświadczeń w dziedzinie energetyki, utrwalenie i przyspieszenie zdobywania wiedzy oraz emocjonalne zaangaŜowanie odbiorców w przekazywaną treść.

Znajomość specjalistycznego słownictwa branŜy energetycznej zwiększa szanse absolwenta na rynku pracy. Propozycje metod sprawdzania i oceny osi ągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się systematycznie na podstawie ustalonych kryteriów.

Sprawdzanie wiadomości naleŜy przeprowadzać przy pomocy testów gramatycznych i leksykalnych (z luką, wielokrotnego wyboru, transformacja zdań, częściowe tłumaczenie, dobieranie, łączenie). Umiejętność komunikowania się moŜna weryfikować w czasie dialogu ucznia z innymi uczniami lub z nauczycielem. W wypowiedziach ustnych naleŜy oceniać poprawność leksykalną i gramatyczną, poprawność i płynność wymowy, zgodność wypowiedzi z tematem. W wypowiedziach pisemnych naleŜy oceniać poprawność leksykalną i gramatyczną, styl, zgodność wypowiedzi z tematem oraz ortografię.

Uczeń powinien znać kryteria oceniania wypowiedzi ustnych i pisemnych. WaŜne jest, aby nauczyciel premiował kaŜdą samodzielną pracę ucznia, jego inicjatywę w poszerzeniu wiedzy, dodatkowe wiadomości związane z obcojęzycznym słownictwem zawodowym. Konieczne jest częste zadawanie pracy związanej z wyszukiwaniem informacji w róŜnych źródłach. Sporządzane przez uczniów notatki powinny być systematycznie sprawdzane przez nauczyciela.

Ocena (bieŜąca, okresowa, roczna) ma być miernikiem umiejętności ucznia. W końcowej ocenie osiągnięć uczniów naleŜy uwzględnić wyniki wszystkich metod sprawdzania stosowanych przez nauczyciela.

92

PRAKTYKA ZAWODOWA Szczegółowe cele kształcenia W wyniku procesu kształcenia uczeń (słuchacz) powinien umieć: −−−− opisać strukturę organizacyjną przedsiębiorstwa, −−−− określić podstawowe zasady zarządzania przedsiębiorstwem,

współpracę działów, organizację pracy i przepływu informacji, −−−− zorganizować własne stanowisko pracy, −−−− wykonywać czynności nadzoru i kontroli procesów wytwarzania

i przepływu energii elektrycznej i cieplnej, −−−− odczytać parametry technologiczne prowadzonych procesów, −−−− zanalizować zmiany parametrów w trakcie przemian

termodynamicznych, −−−− zastosować zasady obowiązujące w gospodarce paliwowej, wodnej

oraz gospodarce odpadami, −−−− posłuŜyć się narzędziami i oprzyrządowaniem technologicznym, −−−− zastosować zasady eksploatacji podstawowych maszyn i urządzeń

wykorzystanych w procesach wytwarzania, przetwarzania i uŜytkowania energii,

−−−− wykonać diagnostykę maszyn i urządzeń energetycznych, −−−− wyjaśnić zastosowanie programów komputerowych do sterowania

procesami technologicznymi, −−−− wykonać montaŜ i demontaŜ aparatów, podzespołów maszyn

i urządzeń elektrycznych i energetycznych, −−−− zastosować odpowiednie urządzenia, narzędzia i przyrządy podczas

wykonywania naprawy, demontaŜu, montaŜu i konserwacji urządzeń i maszyn energetycznych,

−−−− zbadać obwody pomiarowe, sterownicze i sygnalizacyjne w układach automatyki zabezpieczeniowej,

−−−− zastosować techniki komputerowe w projektowaniu i eksploatacji maszyn, urządzeń i instalacji energetycznych,

−−−− scharakteryzować działalność marketingową w przedsiębiorstwie, −−−− posłuŜyć się dokumentacją techniczną, przepisami i normami podczas

prac montaŜowych, instalacyjnych i eksploatacyjnych, −−−− zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony

przeciwporaŜeniowej i przeciwpoŜarowej oraz ochrony środowiska podczas wykonywania pracy,

93

Materiał nauczania 1. Wprowadzenie Zapoznanie z regulaminem i harmonogramem praktyki. Przeszkolenie z zakresu bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej. Zapoznanie ze strukturą organizacyjną elektrociepłowni /elektrowni z działalnością produkcyjną i usługową. Zapoznanie z zasadami funkcjonowania przedsiębiorstwa w warunkach rynkowych. Zapoznanie uczniów z oddziałami, w których odbywać będą praktykę. 2. Centralna pompownia Zapoznanie uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej obowiązującymi w pompowni. Zapoznanie z wyposaŜeniem, rodzajem pomp, ich wydajnością i sprawnością, silnikami napędowymi, sterowaniem. Zapoznanie z ujęciem wody. Zapoznanie z chłodniami kominowymi. 3. Oddział naw ęglania Zapoznanie uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej w oddziale nawęglania. Stosowanie technik rozładunku węgla i gospodarki na składowisku węgla. Obsługa dźwigów i transporterów. Przygotowywanie paliwa stałego. Przygotowywanie pyłu węglowego. Zapoznanie z wyposaŜeniem i obsługą młynowni. 4. Oddział kotłowy Zapoznanie uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej obowiązującymi w oddziale kotłowym. Zapoznanie z kotłami zainstalowanymi w elektrowni, parametrami znamionowymi oraz ich pracą. Prowadzenie kotła. Zapoznanie z aparaturą sterowniczą i automatyką kotłową. Kontrolowanie pracy kotła. Zapoznanie z systemem odŜuŜlania i odpopielania. Zapoznanie z urządzeniami odpylającymi, ich budową, zasadą działania oraz stopniem odpylania spalin. Zapoznanie z podgrzewaczami powietrza, ich budową, rodzajami oraz celem stosowania. Zapoznanie z punktami pomiarowymi. 5. Oddział maszynowy Zapoznanie uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej w oddziale maszynowym. Zapoznanie z układem

94

cieplnym urządzeń maszynowni i ich eksploatacją. Zapoznanie z rurociągami zasilającymi, zaworami sterującymi, pompami zasilającymi. Zapoznanie z rodzajem turbin zainstalowanych w elektrociepłowni i ich parametrami znamionowymi. Uruchamianie turbiny i jej zatrzymywanie. Zapoznanie z urządzeniami zabezpieczającymi i sterującymi. Kontrolowanie ruchu turbiny. Zapoznanie z generatorami napędzanymi turbinami i ich parametrami znamionowymi. Zapoznanie z odgazowywaczami, obiegami chłodzącymi – skroplin, oleju, wodoru oraz podgrzewaczami wody zasilającej. 6. Laboratorium chemiczne Zapoznanie uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwpoŜarowej obowiązującymi w laboratorium chemicznym. Zapoznanie z wyposaŜeniem i aparaturą pomiarowo-badawczą laboratorium do przeprowadzania analiz węgla, wody, oleju. Przygotowywanie wody zasilającej kotły. Wykonywanie czynności pomocniczych przy pobieraniu próbek i wykonywaniu analiz: wód i ścieków, paliw stałych, odpadów paleniskowych, olejów, surowców i produktów instalacji odsiarczania spalin, osadów. 7. Nastawnia Zapoznanie uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej obowiązującymi w nastawni. Zapoznanie z aparaturą sterowniczą, pomiarową i sygnalizacyjną. Zapoznanie z przeznaczeniem i wyposaŜeniem kaŜdego z pól nastawni. Zapoznanie ze schematem elektrycznym rozdzielni WN i układem elektrycznym stacji potrzeb własnych. Zapoznanie z systemem wizualizacji i monitoringu w nastawni oraz zdalnym sterowaniem i obsługą „na odległość”. Odczytywanie parametrów kontrolnych pracy systemu ciepłowniczego. Odczytywanie wskazań przyrządów zainstalowanych w nastawni. Analizowanie bilansu mocy dla określonej godziny. Zapoznanie z synchronizacją generatorów. 8. Warsztat mechaniczny Zapoznanie uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej obowiązującymi w warsztacie mechanicznym. Zapoznanie się z typowymi pracami, organizacją i dokumentacją techniczną warsztatu mechanicznego. Zapoznanie z pracami sekcji remontowej. Wykonywanie prac ślusarsko-remontowych. Wykonywanie prac remontowo-montaŜowych w kotłowni lub maszynowni. Przeprowadzanie przeglądów, napraw i konserwacji maszyn i urządzeń energetycznych. Dokonywanie montaŜu i demontaŜu elementów,

95

podzespołów i urządzeń energetycznych oraz aparatury kontrolnej, sterującej i zabezpieczającej. Ustawianie, podłączanie i uruchamianie maszyn, urządzeń i podzespołów energetycznych. 9. Warsztat elektryczny Zapoznanie uczniów z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska oraz ochrony przeciwporaŜeniowej i ochrony przeciwpoŜarowej w warsztacie elektrycznym. Zapoznanie z pracą urządzeń elektrycznych, zapewniających ciągłą dostawę energii elektrycznej na potrzeby własne oraz dla odbiorców zewnętrznych. Zapoznanie z czynnościami eksploatacyjnymi rozdzielni 110 kV, 6 kV, 0,4 kV wraz z transformatorami energetycznymi oraz liniami kablowymi łączącymi poszczególne działy. Zapoznanie z rozdzielniami prądu stałego do zasilania urządzeń energetycznych obiektów technologicznych i oświetlenia awaryjnego o napięciu 220 V. Zapoznanie z pracami sekcji remontowej. Sprawdzanie i pomiar napięć zasilających. Sprawdzanie przewodów i kabli. Dokonywanie montaŜu i demontaŜu elementów, podzespołów i urządzeń elektrycznych, elektronicznych, energoelektronicznych oraz aparatury zabezpieczającej. Ustawianie, podłączanie i uruchamianie maszyn, urządzeń i aparatów elektrycznych. Uwagi o realizacji

Celem realizacji programu Praktyka zawodowa jest umoŜliwienie uczniom zastosowania i pogłębienia zdobytej wiedzy i umiejętności zawodowych w rzeczywistych warunkach pracy.

Przed rozpoczęciem praktyki zawodowej naleŜy zapoznać uczniów z harmonogramem praktyki, zwrócić uwagę na obowiązek przestrzegania zakładowego regulaminu pracy, przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony środowiska i ochrony przeciwpoŜarowej.

Program praktyki zawodowej powinien być realizowany w czasie 4 tygodni. Zaleca się, aby uczniowie odbywali praktykę w przedsiębiorstwach związanych z wytwarzaniem, przesyłaniem i dystrybucją energii elektrycznej i cieplnej, stanowiących dla nich potencjalne miejsca pracy. Mogą to być przedsiębiorstwa energetyczne: elektrownie, elektrociepłownie i ciepłownie, których prawidłowe funkcjonowanie jest uwarunkowane stworzeniem wielu wzajemnie powiązanych układów technologicznych.

Wskazane jest, aby uczniowie sami dokonali wyboru miejsca odbywania praktyki zawodowej. W tym celu powinni nawiązać kontakt z kierownictwem wybranego przedsiębiorstwa, zaprezentować swoje umiejętności i zainteresowania. W przypadku akceptacji ze strony

96

przedsiębiorstwa wspólnie ustalić harmonogram praktyki. MoŜliwe jest odbywanie przez ucznia praktyki w róŜnych przedsiębiorstwach (np. 2 tygodnie w elektrowni + 2 tygodnie w przedsiębiorstwie energetycznym), przy czym konieczne jest zawarcie osobnej umowy z kaŜdym zakładem pracy. Tylko w uzasadnionych przypadkach szkoła powinna uczestniczyć w pozyskiwaniu miejsc praktyk i zawodowej dla uczniów. MoŜliwa jest realizacja praktyki takŜe w przedsiębiorstwach na terenie państw Unii Europejskiej.

W czasie odbywania praktyki uczeń powinien uczestniczyć w wykonywaniu zadań zawodowych na róŜnych stanowiskach pracy. Zaleca się uczestnictwo uczniów w pracach remontowych maszyn i urządzeń.

W czasie praktyki oprócz udziału uczniów w procesie pracy moŜna stosować inne formy organizacyjne kształcenia, takie jak spotkania i zajęcia szkoleniowe prowadzone przez specjalistów przedsiębiorstwa, w tym filmy, pokazy, obserwacje i instruktaŜe. Udział w tych formach kształcenia uczeń powinien opisać w dzienniczku praktyk.

Program praktyki zawodowej naleŜy traktować w sposób elastyczny i moŜe on być modyfikowany stosownie do specyfiki zakładu. NaleŜy jednak dąŜyć do tego, aby uczniowie mieli moŜliwość kształtowania umiejętności praktycznych zaplanowanych w programie.

Opiekun praktyk wspólnie ze opiekunem szkolnym powinien ustalić podział czasu na realizację działów tematycznych objętych programem praktyki. Propozycje metod sprawdzania i oceny osi ągnięć edukacyjnych ucznia

Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów powinno odbywać się przez cały czas realizacji programu praktyki, na podstawie określonych kryteriów.

Kryteria oceniania powinny dotyczyć poziomu oraz zakresu opanowania przez uczniów umiejętności wynikających ze szczegółowych celów kształcenia.

Podstawową metodą ocenia umiejętności praktycznych powinna być obserwacja wykonywanych przez ucznia zadań zawodowych.

Kontrola i cena przebiegu praktyki ucznia powinna uwzględniać: −−−− przestrzeganie dyscypliny pracy, −−−− przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony środowiska, ochrony przeciwporaŜeniowej i przeciwpoŜarowej,

−−−− samodzielność podczas wykonywania zadań, −−−− jakość wykonanej pracy.

97

Na zakończenie praktyki zaleca się przeprowadzenie sprawdzianu praktycznego typu próba pracy.

W ocenie końcowej opiekun praktyki powinien uwzględnić wyniki wszystkich zastosowanych metod sprawdzania osiągnięć ucznia oraz wpisać w dzienniczku opinię o pracy i postępach ucznia.

Documents

PROGRAM NAUCZANIA TECHNIK ENERGETYK 311[54] · • Wyznaczanie reakcji wi ęzów. • Wyznaczanie metod ą wykre śln ą i analityczn ą warunków równowagi ciała sztywnego pod