Tepelné turbíny I (FSI-LT1)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. Ing. Jaroslav Kadrnožka, CSc.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je umožnit studentům pochopení základních principů,
ale i podrobností jevů, které jsou spojeny s transformací tepelné
nebo tlakové energie na mechanickou a obráceně, hledání konstrukčních
a dalších opatření k využití žádoucích jevů a k potlačení nežádoucích
jevů.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti porozumí podrobnějším teoriím a jejich využívání při návrhu
a konstrukci tepelných turbin a turbokompresorů, naučí se provádět
výpočty a projekční návrhy tepelných schémat s tepelnými turbinami,
termodynamické a pevnostní výpočty a konstrukci stupňů tepelných
turbin a vícestupňových parních a plynových turbin a turbokompresorů.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Předmět Tepelné turbiny I prohlubuje znalosti základních fyzikálních jevů a procesů při transformaci tepelné nebo tlakové energie na energii mechanickou a obráceně při transformaci mechanické energie na tepelnou a tlakovou, získané v předmětu Lopatkové stroje. Studium vychází z poznání principů a vlastností přímých a nepřímých tepelných cyklů v pracovních látkách se změnou skupenství a bez změny skupenství. Dostatečná pozornost je věnována studiu jevů a konstrukčních možností k dosažení co nejvyšší účinnosti a spolehlivosti parních turbin, plynových turbin a turbokompresorů. Průběžně je poukazováno na souvislosti konstrukční, projekční, provozní, ekonomické a na ekologické dopady. Během studia jsou studenti seznamováni s vývojem znalostních bází a jejich uplatňování v konstrukci tepelných turbin a turbokompresorů, dosahovanými výsledky a výhledy do budoucna.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: Aktivní účast ve cvičení. Splnění úkolů
k samostatnému vypracování zadání v oblasti výpočtů a návrhu tepelných
turbin, jejich součástí a příslušenství.
Zkouška: Prověřuje se znalost využívaných fyzikálních zákonů a jejich
aplikací v jednotlivých typech tepelných turbin, jejich součástech a
příslušenství. Postupy výpočtu a konstrukční řešení. Vztah pracovních
podmínek na konstrukční provedení, vliv ekonomických podmínek a ekolo-
gických požadavků. Zkouška je písemná a ústní.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  14 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1-2. Tepelné cykly a schémata parních elektráren a tepláren, parametry
zařízení.
3. Tepelné cykly plynových turbin a paroplynových elektráren.
4. Účinnosti termodynamických procesů, procesy se ztrátami.
5-6. Základy vnitřní aerodynamiky, 2D a 3D proudění.
7. Energetické ztráty v lop. mřížích.
8-9. Stupně ax. lop. stroje, podobnost, prostorové proudění.
10. Stupně axiál. turbin, ztráty, konstrukční provedení.
11. Radiální a radiaxiální turbiny, konstr. provedení.
12. Vícestupňové parní turbiny.
13-14. Stupeň ax. a rad. kompresoru, konstrukční provedení, hrdla LS.
15. Spalovací komory plynových turbin, spalování.
    Cvičení odborného základu 1-3. Propočet tepelného schématu parní elektrárny s odběrem tepla.
4-5. Propočet tepelného schématu plynové turbiny.
6-7. Výpočtový a konstrukční návrh stupně ax. turbiny, ztráty účinnosti.
8-9. Výpočtový a konstrukční návrh stupně radiaxiální turbiny, ztráty,
účinnost.
10-11. Prostorové proudění ve stupni s dlouhými lopatkami.
12-13. Výpočtový a konstrukční návrh stupně plynové turbiny, ztráty,
účinnosti.
15. Bilance spalovací komory.
Literatura - základní:
2. Kadrnožka, J.: Tepelné turbíny a turbokompresory, Cerm, Brno, 2004
6. M. Boyce, Gas turbine Engineering Handbook, third edition, 2006, ISBN -13: 978-0-7506-7846-9.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Tepelné a jaderné stroje a zařízení -- zá,zk 6 Povinný 2 1 L