Kotle a výměníky tepla (FSI-9KVT)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština či angličtina
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studentky a studenty s pokročilými znalostmi potřebnými pro návrh kotlů, spalovacích komor a výměníků tepla. Po absolvování tohoto předmětu by posluchači měli mít povědomí o dopadech provozních požadavků a vlastností použitých paliv na návrh a provoz spalovacích prostor i celkovou koncepci kotlů a bude schopen základního termohydraulického návrhu kotle a výměníku tepla.
Výstupy studia a kompetence:
Student bude schopen aplikovat teoretické poznatky zejména z termomechaniky, hydromechaniky a přenosu tepla a hmoty při aplikaci na spalovací zařízení a výměníky tepla. Studentky a studenti budou po absolvování předmětu umět přemýšlet nad vlivy ovlivňujícími návrh a provoz energetických zařízení a teplosměnných aparátů a budou připraveni na návrh a vývoj těchto zařízení.
Prerekvizity:
Termomechanika, přenos tepla a látky.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět je strukturován do několika oblastí:
První oblast je věnována vlastnostem paliv (zejména biomasa a odpady) a jejich vlivu na koncepci spalovacích prostor i samotných kotlů.
Druhá oblast je zaměřena na provozní požadavky navrhovaných zařízení a jejich promítnutí do návrhu zařízení.
Ve třetí části budou studentky a studenti seznámeni s podrobným tepelným výpočtem spalovací komory a dodatkových ploch kotle, se základy hydrodynamického, pevnostního a aerodynamického výpočtu. Budou probrány koncepční otázky návrhu různých typů kotlů, konstrukce a výpočty kotlových výměníků tepla, materiály používané při stavbě kotlů.
Čtvrtá oblast je plně věnována pokročilému návrhu výměníku tepla, především trubkovým a deskovým rekuperačním výměníkům. Studentky a studenti si osvojí principy návrhu volby a návrhu výměníků.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován konzultací doplněných samostudiem tuzemské a zahraniční literatury z oboru.
Způsob a kritéria hodnocení:
Hodnocena je aktivita na konzultacích, zkouška je ústní.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  10 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška Dopad vlastností paliv na proces palování, spalovací prostor a koncepci kotle
Provoz energetických zařízení, provozní problémy, poruchy a jejich předcházení
Návrh spalovací komory
Návrh dodatkových ploch kotle
Rekuperační výměníky tepla – svazkové výměníky, deskové výměníky, termohydraulický návrh, technické normy a konstrukční detaily
Literatura - základní:
1. Klass L.D.: Biomass for Renavable Energy, Fuels and Chemicals. Academic Press 1998 (ISBN98-84422)
2. Singer J.G.: Combustion Fassil Power. Windor, Connesticut 06095, 1991
3. BASU, Pabir., C. KEFA, L. JESTIN: Boilers and Burners. Springer 1999, ISBN 0-387-98703-7
4. Rayaprolu, Kumar: Boilers for Power and Process, CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-7536-6
5. VILIMEC, Ladislav. Stavba kotlů II. 2. vyd. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2008. ISBN 978-80-248-1716-3.
6. DLOUHÝ, Tomáš. Výpočty kotlů a spalinových výměníků. Vyd. 3. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 1999. ISBN 978-80-01-03757-7.
7. HEWITT, Geoffrey Frederick: Heat Exchanger Design Handbook 2008, Begell House, New York, 2008. ISBN: 978-1-56700-259-1
Literatura - doporučená:
1. BALÁŠ, Marek. Kotle a výměníky tepla. Vyd. 2. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2013. ISBN 978-80-214-4770-7.
2. KUPPAN, Thulukkanam. Heat exchanger design handbook. New York: Marcel Dekker, 2000. Mechanical engineering (Marcel Dekker, Inc.). ISBN 0-8247-9787-6.
3. STEHLÍK, Petr, Josef KOHOUTEK a Jan NĚMČANSKÝ. Tepelné pochody: Výpočet výměníku tepla. Brno: VUT, 1991. Učební texty vysokých škol. ISBN 80-214-0363-2.
4. ČERNÝ, Václav, Břetislav JANEBA a Jiří TEYSSLER. Parní kotle: technický průvodce svazek 32. Praha: SNTL-Nakladatelství technické literatury, 1983. Technický průvodce (SNTL-Nakladatelství technické literatury).
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
D-ENE-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-ENE-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z