Detail předmětu
Lopatkové stroje
FSI-LLS Ak. rok: 2024/2025 Zimní semestr
Předmět má seznámit studenty s aplikací základních fyzikálních zákonů především z hydromechaniky a termomechaniky při návrhu a využití velké skupiny strojů. Podstatou těchto strojů je přeměna tepelné, tlakové nebo potenciální energie na kinetickou energii proudu tekutiny a přenos této energie na rotor stroje a obráceně. Z toho vyplývá, že podstatnou částí studia je interakce reálné proudící tekutiny s obtékanými nebo protékanými tělesy. Vzhledem k velké rychlosti proudící tekutiny jsou relativně malými stroji dosahovány velké výkony. Lopatkové stroje se používají ve velkém množství aplikací a velmi širokém rozsahu pracovních podmínek. Výklad fyzikálních principů je průběžně spojován s konstrukcí lopatkových strojů.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Základy termomechaniky a energetiky.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Zápočet: Aktivní účast na cvičení. Ověřuje se schopnost řešit zadané úlohy. Vyřešení zápočtové úlohy v rámci zápočtové písemky je podmínkou pro získání zápočtu.
Zkouška: Prověřují se znalosti získané v průběhu celého semestru.
Zkouška má písemnou část a podmíněnou ústní část. Závěrečné hodnocení se skládá z výsledků zápočtu a zkoušky.
Učební cíle
Ukázat studentům, jaká opatření je třeba přijmout, aby bylo možno realizovat fyzikální záměry v reálném stroji a jak změna podmínek (např. druh pracovní látky, požadovaný výkon, tlak, teplota atd.) ovlivňuje konstrukci daného typu stroje. Na druhé straně je cílem ukázat, jak zvolené konstrukční provedení určuje vlastnosti a charakteristiky stroje.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace ENI: Energetické inženýrství, povinný
Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace FLI: Fluidní inženýrství, povinný
Program N-ETI-P: Energetické a termofluidní inženýrství, magisterský navazující
specializace TEP: Technika prostředí, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Osnova
1. Úvod do lopatkových strojů
2. Základní rovnice lopatkových strojů
3. Tvary lopatek a průtočných částí lopatkových strojů
4. Aerodynamika profilových mříží
5. Vnitřní ztráty lopatkových strojů a jejich vliv na návrh lopatkového stroje
6. Využití podobnosti lopatkových strojů při návrhu lopatkového stroje
7. Turbočerpadla
8. Ventilátory
Cvičení
26 hod., nepovinná
Osnova
Obsahem cvičení je řešení úloh:
1. Připomenutí některých pojmů z matematiky a jejich aplikace ve fyzice: Parciální derivace; Vektorový počet. Co je tenzor a Rotace vektoru, vírový a nevírový pohyb.
2. Úlohy na základní energetickou bilanci lopatkových strojů a turbosoustrojí
3. Úlohay na výpočet rychlostních trojúhelníků
4. Výpočet síly působící na lopatku
5. Výpočty rozložení energie v lopatkovém stroji
6. Výpočet rozložení rychlostí a dalších vyšetřovaných veličin před a za rotorem
7. Návrh tvaru spirálního hrdla a rozbor spirální dráhy; optimální tvary lopatek
8. Návrh lopatky radiálního ventilátoru; návrh spirálního hrdla ventilátoru
9. Odhad vlastností profilové mříže na základě tvaru profilů; výpočet parametrů profilové mříže
10. Návrh lopatkové mříže axiálního ventilátoru; výpočet celkových ztrát stupně
11. Výběr vhodného lopatkového stroje podle očekávaných měrných otáček; návrh provozní charakteristiky ventilátoru
12. Návrh rozměrů rotoru radiálního ventilátoru; nouzový provoz čerpadla
13. Zápočtová písemka