MECH 125: Thermal System Design Credits and Contact Hours:​ 4 [PDF]

MECH 125: Thermal System Design    Credits and Contact Hours:​ 4(Lecture) units, 3.33(Lecture) contact hours per week per ten  week quarter    Instructor’s or Course Coordinator’s Name: ​Hohyun Lee, Associate Professor    Textbook:   a. Incropera, DeWitt, Bergman, & Lavine, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”, 7​th  Ed., Wiley, 2011  b. Moran, Shapiro, Boettner, & Bailey, “Fundamentals of Engineering Thermodynamics”,  8​th​ Ed., Wiley, 2014    Catalog Description:​ ​Analysis, design, and simulation of fluids and thermal engineering  systems. Application of optimization techniques, life cycle, and sustainability concepts in these  systems.     Prerequisite: ​MECH123    Course Type:​ Required, junior level mechanical engineers, contribute to Engineering Topics     Course Learning Objective:  ● Evaluate  maximum  available  energy  or  minimum  work  required  for  thermal  process  (Assessed in homework sets and tests)  ● Understand  how  to  improve  the  system  to   achieve  work  close  to  idea value (Assessed in  homework sets and tests)  ● Analyze the real efficiency caused by imperfectness in mechanical components (Assessed  in homework sets and tests)  ● Design a regenerative heat exchanger (Assessed in a term project)  ● Determine the right pump for pipe (Assessed in a term project)  ● Quantify  detail  energy  balance  of  the  thermal  system  (Assessed  in  homework  sets, tests,  and a term project)    Relationship of course to Student Outcomes:   This course contributes heavily under categories   ● Ability to apply knowledge of math science and engineering (A)    ● Ability to design system, component, or process to meet needs (C)  ● Ability to identify, formulate, & solve engineering problems (E)     

  This course contributes moderately under categories   ● Understanding of professional & ethical responsibility (F)  ● Ability to communicate effectively (K)  ● Broad  education  necessary  to  understand  impact  of  engineering  solutions  in  a  global & societal context (H)  ● Knowledge of contemporary issues (J)    Topics Covered:   ● Availability/Exergy  ● Improvement of mechanical cycles: Optimize Carnot cycle, Regenerative system,  Reheat/Intercooler Brayton cycle, irreversibility in systems   ● Combustion: Gas mixture, heating value, adiabatic flame temperature, chemical  availability  ● Design of heat exchanger: evaluate energy requirement, pumping power calculation,  choice of material and size determination  ● Sustainable air conditioning  ● Renewable energy: solid state energy conversion (Photovoltaic, thermoelectric,  piezoelectric, and fuel cells)