Termomechanika (FSI-ZTE)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. Ing. Milan Pavelek, CSc.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Úkolem je seznámit se zákony termodynamiky, chováním plynů a par,
vlastnostmi směsi plynů, tepelnými cykly, základy termomechaniky
proudících plynů a par, základy termochemie a spalování, základy
přenosu tepla. Cílem je naučit aplikovat poznatky při řešení konkrétních
problémů vyskytujících se při konstrukci strojů a zařízení, zejména pak
při řešení zvyšování účinnosti využití energie.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají znalosti výpočtů termodynamických dějů s plyny, parami
a jejich směsí, tepelných výpočtů cyklů, návrhu trysek pro proudění
plynů a par, výpočtu spalování, výpočtu stacionárního přenosu tepla
vedením, konvekcí, zářením a prostupem. Naučí se pracovat s
počítačovými programy pro výpočty stavů a dějů vodní páry, vlhkého
vzduchu a přenosu tepla vedením.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Základní pojmy a zákony termodynamiky. Rovnice stavu ideálního a
reálného plynu. Směsi ideálních plynů. Termodynamika par. Směsi plynů
a par ? vlhký vzduch. Software pro stavy látek. Termodynamika
proudících plynů a par. Tepelné oběhy plynové a parní. Kompresory.
Termochemie. Výpočet spotřeby vzduchu a množství spalin.
Základy přenosu tepla - DR pro vedení a pro konvekci. Stacionární a
nestacionární vedení tepla. Přenos tepla přirozenou a nucenou
konvekcí. Stacionární prostup tepla a tepelné výměníky. Přenos tepla
zářením.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínkou pro udělení zápočtu je řádné absolvování všech cvičení a
splnění podmínek průběžné a závěrečné kontroly studia. V základních
výpočtových cvičeních podmínky průběžné a závěrečné kontroly studia
určuje učitel studijní skupiny. U výuky na počítači je kontrolováno
vyřešení zadaných úloh v průběhu cvičení. Návštěva všech cvičení je
povinná. Zkouška je písemná (nebo test u počítače) a ústní konaná v
jednom dni. Při hodnocení studenta přihlédne zkoušející k výsledku
hodnocení cvičení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 4 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  14 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Základní pojmy.Stavová rovnice ideálního plynu.Směsi ideálních plynů.
1. zákon termodynamiky. Vratné děje ideálních plynů, p-v diagram.
Tepelné cykly.Carnotův cyklus. 2. zákon termodynamiky. Entropie.
Nevratné děje.3. zákon termodynamiky.Stavové rovnice reálných plynů.
Clausiova-Clapeyronova rovnice. Termodynamické děje v parách.
Vlhký vzduch. i-x diagram. Izobarické změny stavu vlhkého vzduchu.
Termodynamika proudících plynů a par. Adiabatické proudění dýzami.
Výtok otvorem. Postup při výpočtu dýz. Vliv změny provozních podmínek.
Cykly tepelných strojů - teoretické a skutečné. Tepelné cykly plynové.
Tepelné cykly parní. Zkapalňování plynů. Kompresory ? tepelné výpočty.
Termochemie. Výpočet spotřeby vzduchu a množství spalin.
Základy přenosu tepla. Stacionární vedení tepla a prostup tela.
Přenos tepla přirozenou a nucenou konvekcí. Výměníky tepla.
Základy přenosu tepla zářením. Záření mezi povrchy. Skleníkový efekt.
    Cvičení odborného základu Stavové veličiny a tepelné kapacity ideálních a nedokonalých plynů.
Směsi ideálních plynů. První termodynamický zákon.
Vratné termodynamické děje ? izochorický, izobarický, izotermický.
Děj adiabatický a polytropický. Změny entropie při vratných dějích.
Carnotův cyklus. Termodynamika par, tabulky a diagramy.
Termodynamické děje v oblasti par.
Vlhký vzduch, i-x diagram, izobarické úpravy stavu vlhkého vzduchu.
Výpočty stavů a dějů pomocí programu PÁRA a VZDUCH.
Trysky pro ideální plyny a pro páry ? rychlosti, průtok, rozměry.
Cykly tepelných motorů plynové a parní. Kompresory.
Výpočet parních cyklů pomocí programu PÁRA. Diagnostika spal. motorů.
Výpočet spotřeby vzduchu a množství spalin.
Stacionární přenos tepla vedením, konvekcí a zářením.
Řešení přenosu tepla na PC.
Literatura - základní:
1. Sazima M. ? Kmoníček V. ? Schneller J.: Technický průvodce 2., , 0
2. Moran M. J. ? Shapiro H. N.: Fundamentals of Engineering Thermodynamics., , 0
3. Incropera F.P. ? DeWitt D.P.: Fundamentals of Heat and MassTransfer., , 0
Literatura - doporučená:
1. Hloušek J. a kol.: Termomechanika., , 0
2. Klomfar J. ? Šifner O.: Mollierův h ? s diagram vody a vodní páry., , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Učitelství matematiky a technické mechaniky SS -- zá,zk 6 Povinný 2 1 Z