| Akademický rok 1999/2000 |
| Garant: | doc. Ing. Ladislav Ochrana, CSc. | |||
| Garantující pracoviště: | EÚ | |||
| Jazyk výuky: | čeština | |||
| Cíle předmětu: | ||||
| Cílem je seznámit posluchače se současným stavem a teoretickými návrhy kotlů a výměníků tepla a s moderními směry vývoje těchto zařízení. Po absolvování tohoto předmětu musí být posluchač schopen základního tepelného, aerodynamického a pevnostního výpočtu, nutného k 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. Přednášky budou doplněny cvičeními s možností řešení konkrétních technických problémů. |
||||
| Prerekvizity: | ||||
|   | ||||
| Obsah předmětu (anotace): | ||||
| Předmět seznámí s konstrukcí a provozními vlastnostmi užitých kotlů a výměníků tepla v energetice. Budou předneseny vlastnosti paliv pro spalování, statika a dynamika spalování, tepelné bilance kotlů a výměníků. Kotle na tuhá, kapalná a plynná paliva a jejich komponenty, kotle na odpadní paliva, plamencové, žárotrubnaté a vodotrubnaté kotle nízkotlaké, středotlaké a vysokotlaké parní kotle, horkovodní a teplovodní kotle, výměníky tepla rekuperační, regenerační, směšovací, návrhy výpočtů kotlů a výměníků. | ||||
| Metody vyučování: | ||||
|   | ||||
| Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
| Podmínky: prezentace ve cvičení, úspěšné absolvování testu 10 bodů ze 30 možných a zpracování individuálního zadání návrhu kotle a výměníků tepla. Zkouška: písemná a ústní. K písemné zkoušce obdrží posluchač dvě otázky a k ústní zkoušce jednu otázku. | ||||
| Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
|   | ||||
| Typ (způsob) výuky: | ||||
| Přednáška | 14 × 3 hod. | nepovinná | ||
| Cvičení na počítači | 14 × 2 hod. | povinná | ||
| Osnova: | ||||
| Přednáška | Přednášky: 1. Paliva tuhá, kapalná, plynná včetně druhotných, vlastnosti s ohledem na stavbu a provoz kotlů. Sirnatost a melitelnost, charakteristické vlastnosti popelovin a spalin. 2. Statika spalování, množství spalovacího vzduchu a spalin, spalování stechiometrické, v oxidační atmosféře a redukční atmosféře. Adiabatická teplota, skutečná teplota a teplota spalin na konci ohniště. 3. Dynamika spalování, kinetika spalovacích reakcí, homogenní a heterogenní spalování, vliv teploty na rychlost chemických reakcí. 4. Tepelná a hmotová bilance v kotli. Tepelná účinnost kotle, ztráty kotle, charakteristiky a základní názvosloví kotlů. Vliv parametrů na koncepci spalovacího zařízení. 5. Celkové rozdělení kotlů z různých hledisek. Druhy kotlů z hlediska spalovacího zařízení, kotle roštové na uhlí, odpady a biomasu. 6. Kotle práškové, granulační a výtavné, fluidní se stacionární atmosférickou fluidní vrstvou. Tlakové fluidní zařízení. Cyklonové kotle. 7. Kotle na spalování kapalných a plynných paliv. Výhody a nevýhody. Hořáky. Odlišnosti od předcházejících typů kotlů. Celkové ekonomické zhodnocení kotlů s různými spalovacími technologiemi. 8. Kotle pro ústřední topení a malé výtopny a teplárny - plamencové a plamencovo žárotrubnaté, balené kotle na plyn a biomasu, konstrukce nízkoemisních hořáků. 9. Kotle vodotrubné středotlaké a vysokotlaké, kotle s přirozenou a nucenou cirkulací, základní rozdíly. Průtoční kotle a vývojové tendence v oblasti nadkritických kotlů. 10. Regenerace tepla odcházejících spalin ze spalovacích pecí a ze spalovacích turbin, specifika kotlů na odpadní teplo. 11. Výměníky tepla, druhy a rozdělení výměníků tepla, tepelný, hydraulický a pevnostní výpočet, optimalizace výměníků. 12. Výměníky tepla v kotlích - ohříváky vody, přehříváky, výparníky, spalinové kondenzační výměníky, trubkové ohříváky vzduchu. 13. Výměníky tepla v jaderné energetice, kondenzátory, deskové a trubkové výměníky v teplárenství. 14. Regenerační a směšovací výměníky, teplotní trubice, odparky, intenzifikace přestupu tepla, provozní vlastnosti výměníků. 15. Moderní směry ve vývoji kotlů - zvyšování parametrů páry, snižování emisních limitů, zvyšování hospodárnosti a spolehlivosti. |
|||
| Cvičení na počítači | Cvičení: 1. Stechiometrické výpočty pevných paliv 2. Stechiometrické výpočty plynných paliv 3. Určení objemů vzduchu a spalin při kombinovaném spalování paliv 4. Celková tepelná bilance, výkon a příkon a ztráty kotle 5. Konstrukce i-t diagramu spalin 6. Výpočet teploty na konci ohniště - 1. část 8. Rozdělení tepel na výměníky dodatkových ploch kotle, konstrukce závislosti teplota spalin - teplota media 9. Výpočet tepel do jednotlivých ploch kotle 10. Exkurze do teplárny Brno 11. Základní vztahy pro různé výměníky tepla, použití žebrovaných trubek - praktické použití 12. Výpočet rekuperačního výměníku - tepelná efektivnost výměníku, výpočet pomocí NTU - 1. část 13. Dtto - 2. část 14. Exkurze do ABB 15. Test, odevzdání protokolu, zápočet |
|||
| Literatura - základní: | ||||
| 2. Černý V., Janeba B., Teyssler J.: Parní kotle - technický průvodce č. 32, SNTL, Praha, 1983 | ||||
| 3. Effenberger, H.: Dampferzeugung, Springer-Verlag, Berlin, 2000 | ||||
| Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
| Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
| M2301-5 | prezenční studium | Technika prostředí | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | Z |
| M2301-5 | prezenční studium | Tepelné a jaderné stroje a zařízení | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | Z |
| M2301-5 | prezenční studium | Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 1 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile