Education

Current courses

The goal of the course is to provide a basic understanding of energy conversion technologies comprising state-of-the-art advanced  conversion technologies using fossil fuels and new emerging conversion technologies for sustainable energy.  After the course the student should be able to analyze and assess the performance of present and new energy conversion technologies, and he or she should be able to develop a basic design of an energy conversion system.

The course will give an introduction on advanced conventional power generation and cogeneration plants, as well as alternative energy technologies. The topics that are included are:

  • Advanced power plants with high efficiencies and low environmental impact
  • Supercritical and ultra-supercritical steam power generation technologies
  • Steam turbines, gas turbines, organic rankine and combined cycles
  • Oxyfuel combustion and CO2 capture
  • Fuel cells
  • Heat pumps for heating and cooling
  • Biomass, geothermal, solar, hydro and wind energy
  • Energy storage
  • Emerging energy conversion technologies
  • Lectures, exams
  • Master course
  • ECTS points: 3
  • ~60 students
  • M-ME
  • M-SET

No description available

  • Tutorials, exams
  • BSc course
  • ECTS points: 5
  • ~ 140 students
  • B-WB

No description available

  • Tutorials, exams
  • BSc. course
  • ECTS points: 3,5
  • ~ 120 students
  • B-WB

The course will give an introduction on the global energy resources with the focus on the role of biomass in it. Because of the diversity of biomass the physical and chemical properties are considered.  The basic principles of biomass conversion steps like: drying, storage, torrefaction, pyrolysis, gasification, and combustion will be discussed. Chemical aspects, thermodynamical aspects, heat and mass transfer aspects of the different conversion processes will be handled. The thermochemical processes of biomass conversion like combustion, gasification and pyrolysis will be discussed in more detail including the different types of equipment applied in these processes. Attention will be given to the co-production of valuable products (e.g. bio-chemicals) and fuels from biomass, so-called: bio refinery. Emissions of solid and gaseous components and the measures to reduce these emissions will be part of the course. During the work on the assignment in this course students are working in small team, they will learn to make choices on the chain steps, discuss this in the group and develop a complete biomass conversion route. The students will determine the main dimensions of the conversion reactors and finally evaluate the developed technology in according to chain analysis of the route and discuss the role of the choices made during the assignment.

  • Guest examiner
  • Master course
  • ECTS points: 4
  • M-ME
  • M-SET
  • M-CHE

The course targets the student to know about numerical modelling approaches of transport in turbulent flows, and how to use them in a commercially available CFD code. The student will know about, and how to analyse, turbulent flows with chemical reactions by means of models and numerical simulation. The student will be able to handle modeling off chemical reaction described by mechanisms with many elementary reactions. He will know how use and understand turbulent flow models in a RaNS and LES approach.. This knowledge will enable the student to solve numerically turbulent transport problems in for example the process industry or power generation industry.

The course treats the transport in the turbulent flow of gaseous fluids composed of multiple species, by means of diffusion, convection or chemical reaction. Turbulence has a large effect on both convective transport and chemical reaction. The course intends to give an overview of the major processes, and a description by means of transport equations is presented. Numerical tools (Computational Fluid Dynamics) are used for product optimization and analysis. In the course several assignments in the use of numerical models for chemical reaction, turbulent convection and mixing and combustion will be given. The course will be finalized by means of a computer assignment using the CFD package CFX Ansys. A practical case with application on a combustion problem will be worked out. The marking will be done on basis of the assignment reports and an oral exam.

  • Guest examiner
  • Master course
  • ECTS points: 4
  • M-ME

Add description

  • Tutor, exams
  • ECTS points: 5
  • ~ 2 students

Former courses

The course has been divided into two phases: 1) writing a research proposal and literature study and 2) writing a scientific paper on the (executed) research and an oral presentation of the results. The details and study load vary for the different pre-master programmes. The students receive all relevant information at the start of the course.

  1. During the first phase, students will write a research proposal and literature review, based on a more general problem description they receive from one of the research groups in the department. The objective of the literature review is to describe the state of the art of the research subject and identify any gaps in the current knowledge. Based on this, the students further specify research their research question(s) and objective(s). During this process, students gain support from lectures and are supervised by the lecturers of the course and members of the research group. It is expected of the students that they act as the responsible coordinator of their own research project. Thereby, they will critically reflect on their own work and that of their fellow students (peer review). At the end of this phase, students submit a research plan and literature review.
  2. During the 2nd phase, the students process the research results. The amount of involvement with the execution of the research and the size of the project, depends on the amount of EC’s obtained for the course and varies per PM-programme. The results of the research are presented in a scientific paper (in English). Also in this phase it is expected of the students that they act as the responsible coordinator of their own research project. They will gain support from lectures and are supervised by the lecturers of the course and members of the research group. The students will critically reflect on their own work and that of their fellow students (peer review). At the end of this phase, the results are presented during a conference, where students and supervisors discuss the results.
  • Tutor, exams
  • BSc. course
  • ECTS points: 7,5

The focus of the course is on power and heat/cold generation based on the available waste and renewable energy sources. First the concepts of energy, entropy, enthalpy and exergy are introduced and related to physical laws, then principles of thermodynamics are discussed by means of thermodynamic coordinates and mathematical transformation to suitable dimensions for analysis tools. Balance equations are formulated to describe the change of a thermodynamic variable driven by external actions. Complex (combined) energy systems, composed of (sustainable) heat sources coupled to mechanical systems, are analyzed and optimized subsequently with the use of thermodynamic tools. Strategies for analysis and optimization are introduced. The thermodynamic insight and the use of the tools are applied and trained in exercise classes.

  • Lecturers, tutorials, exams (~90%)
  • Master course
  • ECTS points: 3
  • ~ 30 students
  • M-SET
  • M-ME

Thermodynamica kan gezien worden als de wetenschap van de energie. In de thermodynamica worden verschillende vormen van energie en hun transformaties, inclusief de productie van arbeid, warmte/koude bestudeerd. Technische thermodynamica is de toepassing van de thermodynamica voor het oplossen van technische problemen op het gebied van de werktuigbouwkunde. Ingenieurs passen thermodynamica in de praktijk toe bij het ontwerpen van systemen en installaties die gebruikt worden om energie om te zetten. Denk hierbij onder andere aan stoomcentrales voor de productie van elektriciteit, gasturbines voor voortstuwing van vliegtuigen, verbrandingsmotoren voor auto’s en systemen voor koeling of verwarming, maar ook complexere installaties met verschillende functies zoals het gecombineerd opwekken van warmte/koude en elektriciteit.   De colleges starten met de introductie van een thermodynamisch begrippen kader, verschillende vormen van energie en een introductie van het begrip entropie. De eerste (energiebehoud) en tweede (entropietoename) hoofdwet van de thermodynamica worden besproken. Er worden cycli gebouwd voor de productie van arbeid (elektriciteit) en warmte/koude. Er wordt toegewerkt naar een snelle toepassing van de stof zodat gestart kan worden met het project. De theoretische achtergrond en de formele betekenis of afleiding van formules en begrippen volgt in een later stadium. Technische thermodynamica loopt door in de volgende module.

  • Tutorials, exams (~15%)
  • Bsc. course
  • ECTS points: 4,5
  • ~ 140 students
  • B-WB

In project C wordt de kennis opgedaan in de vakken technische thermodynamica (TTD) en ketenbeheer (LCA) toegepast. Het doel is om, uitgaande van een bestaande situatie, een nieuwe of verbeterde installatie te ontwerpen voor de generatie van arbeid (elektriciteit), warmte en/of koude. De nieuwe installatie moet zodanig worden geoptimaliseerd dat hij zowel op technisch gebied (thermodynamisch) als op milieukundig gebied optimaal presteert. Bij voorkeur wordt gebruikt gemaakt van duurzame energie of andere oplossingen waardoor de installatie duurzaam is. Het geheel moet overzichtelijk en samenhangend gepresenteerd worden in een technisch rapport en een presentatie.

  • Tutorials, exams
  • Bsc. course
  • ECTS points: 8
  • ~ 80 students
  • B-WB

Het doel van het collegereeks Beam is het verkrijgen van inzicht in de toepassing van de pure wiskunde gegeven in de vakken Calculus en Wiskunde.

In Beam C ligt de focus op het krijgen van begrip en inzicht in het gebruik van (partiële) differentialen. Omdat ook het vak thermodynamica (TTD) een grote rol speelt in het derde kwartiel, is ervoor gekozen te kijken wat het belang is van differentialen in dit vakgebied. De wiskunde wordt uiteindelijk toepast op dagelijkse fenomenen zoals de ‘gevoelstemperatuur’, het verdampen van water, hoe een koelkast werkt, wat er gebeurd als gas gesmoord wordt, de smeltdruk van ijs en het kookpunt van stoffen. Tevens kan de theorie gebruikt worden om de speciale eigenschappen van rubber te beschrijven en begrijpen. Specifieke eigenschappen van rubber zoals elasticiteit en opwarming bij rek kunnen verklaard worden door de verandering van (thermodynamische) energieën als gevolg van de verandering van verschillende parameters als druk, kracht en temperatuur.

Vaak worden in de thermodynamica (en natuurlijk ook in andere vakgebieden) relaties, tabellen en diagrammen gebruikt zonder aandacht te besteden aan waar deze waarden en relaties vandaan komen en wat de diepere betekenis ervan is. Een van de doelen van Beam C is ook, om te begrijpen hoe tabellen, diagrammen en relaties tot stand zijn gekomen door gebruik te maken van wiskundige methodes, voornamelijk differentialen, waarvan de theorie is onderwezen in Calculus.

Een onderdeel van Beam C is het Matlab practicum. Doel hiervan is het leren gebruiken van MATLAB voor berekeningen van partiële afgeleiden, het maken van twee- en driedimensionale grafieken, en het oplossen van thermodynamische problemen. Er worden een aantal opdrachten gemaakt waarin bijvoorbeeld de efficiëntie van een ‘rubbermotor’ en de arbeid van een stoomturbine wordt berekend of een Ts-diagram wordt gemaakt. Door deze berekeningen in MATLAB te programmeren, kan bijvoorbeeld gemakkelijk gekeken worden, hoe functies veranderen als ingangswaarden veranderd worden, en kunnen grafieken en zelfs filmpjes gemaakt worden uitgaande van wiskundige vergelijkingen. 

  • Tutorials
  • Bsc. course
  • ECTS points: 2
  • ~ 80 students
  • B-WB

This course uses the book Transport Phenomena written by Bird, Stewart and Lightfoot. The main author of this classical book is Byron Bird. He wrote the first edition of this book many years ago after his stay at Delft University, where he had been teaching transport phenomena. There are several ways to teach this material. Here the way of increasing mathematical complexity is chosen. It starts with stationary diffusion processes, then a source term is added, after which instationary diffusion is treated. Mathematically this means that is started with the ordinary differential equation, the Laplace equation. With instationary diffusion one deals with a partial differential equation in time and space. Next complexity is added by including convective transport. Since the transport of heat, mass and momentum show many similarities, throughout the course problems from all three transport mechanisms are solved.

During the tutorials the students work in groups of 3 to 4 on real life problems. The groups have to formulate these problems into an analytical model. They have to make appropriate assumptions, define the solution domain, formulate the describing differential equation(s) with appropriate boundary conditions, and derive the solution. For some of the problems a numerical solution of the full problem without any assumption is available. With this numerical solution the students then analyse the influence of the assumptions made by them in finding the analytical solution. In this way they get understanding of the underlying transport mechanisms. Each 4 groups will be assisted by a tutor, who helps them during the whole process

  • Tutorials, exams
  • MSc. course
  • ECTS points: 5
  • ~ 50 students
  • M-ME
  • M-SET
  • M-CHE

In dit vak wordt de student in aanraking gebracht met technisch/wetenschappelijk onderzoek.Daarnaast wordt de student voorbereid op meer open, minder concrete probleem-definities zoals die in de industriële techniek gebruikelijk zijn en deels ook ten grondslag zullen liggen aan het later te formuleren afstudeer-project.  Om een bepaalde basiskennis te verkrijgen op deze drie inhoudsgebieden, is het eerste deel van ITO gewijd aan het volgen van hoorcolleges en het bestuderen van studiestof over deze drie onderwerpen. De inhoudelijke kennis komt terug in het tweede deel van het vak waar studenten zich in groepjes van 3 of 4 gaan bezighouden met het opzetten van een onderzoek op het snijvlak van de die inhoudsgebieden.  Op basis van een gegeven probleemschets wordt een onderzoeksvraag geformuleerd. Vervolgens wordt deze aan de hand van gedegen literatuuronderzoek gespecificeerd tot een correcte onderzoeksvraag die nog niet eerder is  onderzocht. Deze onderzoeksvraag wordt uitgewerkt tot een technologische onderzoeksopzet, waarna het technisch vooronderzoek door de studenten wordt uitgevoerd. Dit alles resulteert uiteindelijk in een wetenschappelijk en Engelstalig paper dat tijdens een slotsymposium door de studenten aan elkaar wordt gepresenteerd en bediscussieerd.Het vak ITO is opgezet voor ontwerpers, managers en onderzoekers.

  • Supervising, exams
  • BSc. course
  • ECTS points: 6,5
  • ~ 80 students
  • B-WB