Detail předmětu
Tepelné turbíny a turbokompresory
FSI-LT1 Ak. rok: 2021/2022 Letní semestr
Předmět Tepelné turbiny I prohlubuje znalosti základních fyzikálních jevů a procesů při transformaci tepelné nebo tlakové energie na práci a obráceně při transformaci práce na tepelnou a tlakovou, získané v předmětu Lopatkové stroje. Studium vychází z poznání principů a vlastností přímých a nepřímých tepelných oběhů v pracovních látkách se změnou skupenství a bez změny skupenství. Dostatečná pozornost je věnována studiu jevů a konstrukčních možností k dosažení co nejvyšší účinnosti a spolehlivosti parních turbin, plynových turbin a turbokompresorů. Průběžně je poukazováno na souvislosti konstrukční, projekční, provozní, ekonomické a na ekologické dopady. Během studia jsou studenti seznamováni s vývojem znalostních bází a jejich uplatňování v konstrukci tepelných turbin a turbokompresorů, dosahovanými výsledky a výhledy do budoucna.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Studenti porozumí podrobnějším teoriím a jejich využívání při návrhu a konstrukci tepelných turbin a turbokompresorů, naučí se provádět výpočty a projekční návrhy tepelných schémat s tepelnými turbinami, termodynamické a pevnostní výpočty a konstrukci stupňů tepelných turbin a vícestupňových parních a plynových turbin a turbokompresorů.
Prerekvizity
Základy termomechaniky a energetiky.
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.
Způsob a kritéria hodnocení
Zápočet: Aktivní účast na cvičení. Prokazování souběžného studia odpřednášené látky a snahy o využití poznatků z přednášek při řízené aplikaci na jednoduché úlohy v oblasti návrhu funkčních částí lopatkových strojů. Úspěšné zpracování zápočtové písemky.
Zkouška: Prověřuje se znalost využívaných fyzikálních zákonů a jejich aplikace v jednotlivých typech lopatkových strojů. Konstrukční řešení základních funkčních součástí lopatkových strojů a souvislost konstrukčního provedení a užitých vlastností těchto strojů. Vztah pracovních podmínek lopatkových strojů a jejich konstrukčního řešení.
Zkouška je písemná případně ústní.
Učební cíle
Cílem předmětu je umožnit studentům pochopení základních principů, ale i podrobností jevů, které jsou spojeny s transformací tepelné nebo tlakové energie na mechanickou a obráceně, hledání konstrukčních a dalších opatření k využití žádoucích jevů a k potlačení nežádoucích jevů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Zápočtová písemka.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace ENI: Energetické inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Tepelné turbíny a turbokompresory (úvod).
2-3. Polytropická expanze v tepelné turbíně; Polytropická komprese v kompresoru; Celková energetická bilance stupně (včetně ventilační ztráty) a účinnost skupiny stupňů.
4. Termodynamické vlastnosti pracovních látek; Aerodynamika lopatkových mříží ve stlačitelném proudění.
5-6. Návrh stupně s přihlédnutím k prostorovému charakteru proudění.
7. Škrcení plynů a par; Efekty při proudění vysokými rychlostmi.
8. Proudění plynů a par tryskami. Proudění plynů a par difuzory.
9. Parní turbína v technologickém celku.
10. Turbokompresor v technologickém celku.
11. Plynová turbína v technologickém celku.
12-13. Strojní části tepelných turbín a turbokompresorů.
Cvičení
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1-2. Výpočty tepelných oběhů.
3-7. Řešení úloh spojených s prostorovým prouděním ve stupni lopatkového stroje.
8-9. Výpočty spojené s problematikou stlačitelného proudění.
10-11. Výpočty tepelných schémat parní turbíny.
12. Řešení úloh spojených s problematikou turbokompresorů.
13. Řešení úloh spojených s problematikou plynových turbín.