Detail předmětu

Stavba a provoz energetických zařízení

FSI-FSE Ak. rok: 2021/2022 Zimní semestr

Předmět je zaměřen na dvě oblasti energetiky. První oblast obsahuje výměníky tepla, tedy aplikovanou problematiku sdílení tepla. Studenti a studentky se seznámí s typy tepelných výměníků, provozními problémy a základním návrhem trubkových výměníků. Druhá oblast zahrnuje využití paliv (biomasa, odpady, uhlí, zemní plyn) pro získání tepla a elektřiny. Studentky a studenti projdou energetické zařízení od paliva, přes spalovací komoru po parní část kotle a seznámí se se specifiky jednotlivých paliv.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav

Výsledky učení předmětu

Posluchač získá teoretické znalosti o návrhu tepelného výměníku a
o provozních vlastnostech komponentů těchto zařízení. Získá znalosti o 
metodách zvyšování technické spolehlivosti a účinnosti spalovacích zařízení, včetně dopadu do životního prostředí.

Prerekvizity

Základy termomechaniky a přenosu tepla.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. V rámci výuky je plánována exkurze.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška – písemná, případná ústní korekce – podmínkou připuštění k ústní zkoušce je získaný zápočet
Zápočet – podmínky udělení: účast a aktivní práce na cvičení, písemný test.

Učební cíle

Cílem předmětu je nabídnou studentkám a studentům vhled do problematiky tepelné energetiky a seznámit je se základními aplikacemi sdílení tepla a spalování.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Přednášky nepovinné, cvičení min. 75% účasti na cvičeních, náhrada studiem doporučené literaruty.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B3S-P: Strojírenství, bakalářský
obor B-EPP: Energetika, procesy a životní prostředí, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Osnova

1. Paliva tuhá, druhy, vlastnosti.
2. Kapalná, plynná, odpadní paliva, druhy, vlastnosti; úprava paliva.
3. Stechiometrické výpočty pevných a kapalných a plynných paliv – množství vzduchu a spalin.
4. Tepelná účinnost, tepelné bilance, ztráty kotle, porovnávací kriteria ohnišť.
5. Klasifikace kotlů z hlediska spalování tuhých paliv; kotle roštové, kotle fluidní.
6. Kotle práškové, kotle na spalování kapalných a plynných paliv a kotle na odpadní teplo.
7. Parní kotle
8. Spalovenské kotle, kotle průtočné.
9. Emise, úprava vody, příslušenství.
10. Kotle na biomasu, zplyňování.
11. Výměníky – přestup tepla, výpočet.
12. Výměníky – druhy, konstukční řešení.
13. Provozní vlastnosti kotlů a výměníků – nánosy, nízkoteplotní a vysokoteplotní koroze, abraze, konstrukční opatření ke zvýšení spolehlivosti a tepelné hospodárnosti.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Milčák, Ph.D.

Osnova

1.1. – 2. Pracovní media používaná u energetických zařízení. Ideální/reálné plyny, směsi plynů, voda a vodní pára. Fyzikální vlastnosti pracovních medií.
3. – 4. Výměníky tepla v tepelných a procesních schématech, základní principy sdílení tepla a rozdělení výměníků. Bilance výměníků tepla, teplotní spád. Návrhový a kontrolní výpočet teplosměnných ploch.
5. – 6. Přestup tepla konvekcí, podobnostní kritéria, přirozená a nucená konvekce, přestup tepla při změně skupenství.
7. – 8. Kombinovaný prostup tepla. Konvekce, kondukce a radiace a vzájemné kombinace. Kombinovaný prostup tepla přes rovinnou a válcovou stěnu, tepelný tok, výpočet dílčích teplot.
9. – 10. Návrhový výpočet výměníku tepla trubka v trubce.
11. – 12. Návrhový/kontrolní výpočet ohříváku napájecí vody.
13. Zápočet.