Termodynamika energetických zařízení a přenos tepla (FSI-LTP)

Akademický rok 2024/2025

Garant:	doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.
Garantující pracoviště:	EÚ	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je studenty seznámit se základními zákony a teoretickými principy termodynamiky a termokinetiky (přenosu tepla) s důrazem na energetická zařízení a tepelné stroje, naučit aplikovat teoretické znalosti v návrhu a konstrukci energetických zařízení a tepelných strojů, naučit provádět technické výpočty v oblasti termodynamiky a přenosu tepla s důrazem na energetická zařízení a tepelné stroje.
Výstupy studia a kompetence:

Prerekvizity:
Znalosti matematiky a fyziky na úrovni předmětů vyučovaných v rámci bakalářských studijních programů na VUT, především diferenciální a integrální počet funkcí jedné proměnné.
Obsah předmětu (anotace):
Zajišťuje Fakulta strojního inženýrství Základní stavové veličiny. Rovnice stavu ideálního plynu. Směsi ideálních plynů. První termodynamický zákon. Teplo, práce, vnitřní energie, entalpie. Druhý termodynamický zákon, entropie. Vratné děje ideálních plynů. Tepelné cykly. Termodynamika par, parní tabulky, diagramy. Termodynamické děje v parách. Výhřevnost paliv. Termodynamika proudění plynů a par. Cykly plynových a parních tepelných strojů. Základy přenosu tepla. Přenos tepla vedením. Přenos tepla konvekcí, teorie podobnosti. Prostup tepla, výměníky tepla. Přenos tepla zářením. Vzájemné záření mezi povrchy. Přenos tepla v jaderných zařízeních.
Metody vyučování:

Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet: kontrolovaná účast na cvičení (v případě nepřítomnosti vypracování náhradních příkladů), úspěšné absolvování zápočtové písemky v zápočtovém týdnu ověřující schopnost řešit praktické příklady (s možností jedné opravy) a úspěšné vypracování dvou projektů během semestru. Zkouška: písemnou formou ověřující znalost základních zákonů a teoretických principů a schopnost řešit praktické příklady. Celkové hodnocení zkoušky se skládá z: 30 % teoretický test, 40 % řešení příkladů, 30 % hodnocení ze cvičení zohledňující práci studenta během semestru.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:

Typ (způsob) výuky:
Přednáška	12 × 2 hod.	nepovinná
Cvičení	12 × 2 hod.	povinná
Osnova:
Přednáška	Základní pojmy a zákony, stavová rovnice ideálního plynu Směsi ideálních plynů, první termodynamický zákon Druhý termodynamický zákon, vratné děje ideálních plynů, entropie Termodynamické cykly, cykly plynových turbín, výhřevnost paliv Vodní pára, děje s vodní párou Termodynamické cykly s vodní párou Proudění plynů a par Základy přenosu tepla Přenos tepla vedením Přenos tepla prouděním Přenos tepla zářením Prostup tepla a tepelné výměníky Přenos tepla v jaderných zařízeních

Cvičení	Stavová rovnice ideálního plynu Směsi ideálních plynů Vratné děje ideálních plynů První termodynamický zákon Termodynamické cykly s ideálními plyny Stavy a děje s vodní párou Termodynamické cykly s vodní párou Proudění ideálních plynů a vodní páry Přenos tepla vedením Přenos tepla prouděním Přenos tepla zářením Prostup tepla a tepelné výměníky Přenos tepla v jaderných zařízeních

Literatura - základní:
1. PAVELEK, Milan. Termomechanika. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2011. ISBN 978-80-214-4300-6.
2. JAROŠ, Michal a Josef ŠTĚTINA. Termomechanika: sbírka příkladů. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2020. ISBN 978-80-214-5885-7.
Literatura - doporučená:
3. CENGEL, Yunus A. a Michael A. BOLES. Thermodynamics: An engineering approach. Osmé vydání. New York: McGraw-Hill, 2015. ISBN 978-007-3398-174.
4. INCROPERA, Frank P., David P. DEWITT, Theodore L. BERGMAN a Adrienne S. LAVINE. Principles of heat and mass transfer. Sedmé vydání. Singapore: John Wiley, 2013. ISBN 978-0-470-64615-1.
Literatura - rozšiřující:
5. MASTERSON, Robert. Nuclear reactor thermal hydraulics: an introduction to nuclear heat transfer and fluid flow. Boca Raton: CRC Press, 2019. ISBN 978-113-8035-379.

Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program	Forma	Obor	Spec.	Typ ukončení	Kredity	Povinnost	St.	Roč.	Semestr
MPC-JAE	prezenční studium	--- bez specializace	--	zá,zk	5	Povinný	2	1	Z