Detail předmětu

Termodynamika energetických zařízení a přenos tepla

FSI-LTPAk. rok: 2024/2025

Zajišťuje Fakulta strojního inženýrství

Základní stavové veličiny. Rovnice stavu ideálního plynu. Směsi ideálních plynů. První termodynamický zákon. Teplo, práce, vnitřní energie, entalpie. Druhý termodynamický zákon, entropie. Vratné děje ideálních plynů. Tepelné cykly. Termodynamika par, parní tabulky, diagramy. Termodynamické děje v parách. Výhřevnost paliv. Termodynamika proudění plynů a par. Cykly plynových a parních tepelných strojů. Základy přenosu tepla. Přenos tepla vedením. Přenos tepla konvekcí, teorie podobnosti. Prostup tepla, výměníky tepla. Přenos tepla zářením. Vzájemné záření mezi povrchy. Přenos tepla v jaderných zařízeních.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Vstupní znalosti

Znalosti matematiky a fyziky na úrovni předmětů vyučovaných v rámci bakalářských studijních programů na VUT, především diferenciální a integrální počet funkcí jedné proměnné.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet: kontrolovaná účast na cvičení (v případě nepřítomnosti vypracování náhradních příkladů), úspěšné absolvování zápočtové písemky v zápočtovém týdnu ověřující schopnost řešit praktické příklady (s možností jedné opravy) a úspěšné vypracování dvou projektů během semestru.

Zkouška: písemnou formou ověřující znalost základních zákonů a teoretických principů a schopnost řešit praktické příklady.  Celkové hodnocení zkoušky se skládá z: 30 % teoretický test, 40 % řešení příkladů, 30 % hodnocení ze cvičení zohledňující práci studenta během semestru.

Učební cíle

Cílem předmětu je studenty
  • seznámit se základními zákony a teoretickými principy termodynamiky a termokinetiky (přenosu tepla) s důrazem na energetická zařízení a tepelné stroje,
  • naučit aplikovat teoretické znalosti v návrhu a konstrukci energetických zařízení a tepelných strojů,
  • naučit provádět technické výpočty v oblasti termodynamiky a přenosu tepla s důrazem na energetická zařízení a tepelné stroje.

Studijní opory

Webový portál vyučujících a doplňující materiály a informační zdroje v e-learningovém systému Moodle.

Základní literatura

PAVELEK, Milan. Termomechanika. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2011. ISBN 978-80-214-4300-6. (CS)
JAROŠ, Michal a Josef ŠTĚTINA. Termomechanika: sbírka příkladů. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2020. ISBN 978-80-214-5885-7. (CS)

Doporučená literatura

CENGEL, Yunus A. a Michael A. BOLES. Thermodynamics: An engineering approach. Osmé vydání. New York: McGraw-Hill, 2015. ISBN 978-007-3398-174. (CS)
INCROPERA, Frank P., David P. DEWITT, Theodore L. BERGMAN a Adrienne S. LAVINE. Principles of heat and mass transfer. Sedmé vydání. Singapore: John Wiley, 2013. ISBN 978-0-470-64615-1. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-JAE magisterský navazující, 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

24 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Osnova

  1. Základní pojmy a zákony, stavová rovnice ideálního plynu
  2. Směsi ideálních plynů, první termodynamický zákon
  3. Druhý termodynamický zákon, vratné děje ideálních plynů, entropie
  4. Termodynamické cykly, cykly plynových turbín, výhřevnost paliv
  5. Vodní pára, děje s vodní párou
  6. Termodynamické cykly s vodní párou
  7. Proudění plynů a par
  8. Základy přenosu tepla
  9. Přenos tepla vedením
  10. Přenos tepla prouděním
  11. Přenos tepla zářením
  12. Prostup tepla a tepelné výměníky
  13. Přenos tepla v jaderných zařízeních

Cvičení

24 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Osnova

  1. Stavová rovnice ideálního plynu
  2. Směsi ideálních plynů
  3. Vratné děje ideálních plynů
  4. První termodynamický zákon
  5. Termodynamické cykly s ideálními plyny
  6. Stavy a děje s vodní párou
  7. Termodynamické cykly s vodní párou
  8. Proudění ideálních plynů a vodní páry
  9. Přenos tepla vedením
  10. Přenos tepla prouděním
  11. Přenos tepla zářením
  12. Prostup tepla a tepelné výměníky
  13. Přenos tepla v jaderných zařízeních