Kompaktní výměníky tepla (FSI-IKV)

Akademický rok 2022/2023
Garant: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit posluchače s principy konstrukce, návrhu a provozu výměníků
různých druhů a provedení.
Výstupy studia a kompetence:
Konstrukční typy tepelných výměníků. Principy a metody jejich návrhu.
Praktické znalosti výpočtu výměníků.
Prerekvizity:
Základy proudění (laminární a turbulentní)v potrubích a ve svazcích trubek a základní mechanismy přenosu tepla (vedení, konvekce, záření).
Obsah předmětu (anotace):
Klasifikace tepelných výměníků. Základní vztahy pro přenos tepla ve výměnících. Účinnost žebrovaných ploch. Metody intenzifikace přenosu tepla. Metody výpočtu tepelných výměníků - metoda LMTD, epsilon-NTU.
Čerpací práce a výkon. Tlakové ztráty výměníků. Vztahy pro přestup tepla v jednofázových výměnících. Zanášení a koroze.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínka udělení zápočtu : aktivní účast na cvičeních.
Zkouška je udělena na základě zpracování a obhájení semestrálního projektu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičeních je povinná a je kontrolována vyučujícím.
Případnou absenci lze nahradit zpracováním dodatečných výpočtových příkladů.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Tepelné výměníky - funkce, principy činnosti, klasifikace.
2. Tepelná bilance výměníku. Tepelný odpor a součinitel prostupu tepla.
3. Metoda návrhu tepelných výměníků ( LMTD, epsilon - NTU).
4. Výpočtové vztahy pro přenos tepla a tlakové ztráty.
5. Výměník - trubka v trubce.
6. Plášťové výměníky tepla.
7. Deskové výměníky.
8. Reynoldsova a Chilton-Colburnova analogie.
9. Kompaktní výměníky tepla.
10. Spalinové výměníky.
11. Dvoufázové výměníky.
12. Provozní problémy výměníků. Zanášení a koroze.
13. Numerické metody výpočtu tepelných výměníků.
    Cvičení s počítačovou podporou 1-2. Tepelný výpočet výměníku - metoda LMTD.
3-4. Tepelný výpočet výměníku - metoda epsilon-NTU.
5-6. Výpočet kompaktních výměníků.
7-8. Výpočet tlakových ztrát výměníků.
9-11. Výpočet speciálních případů výměníků.
12-13. Zápočtový test.
Literatura - základní:
1. KAKAÇ, Sadik. Heat exchangers: selection, rating, and thermal design. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 2002, 501 s. ISBN 08-493-0902-6.
2. KAYS, W. M. a A. L. LONDON. Compact heat exchangers. Repr. ed. 1998 with corrections. Malabar, Fla.: Krieger Pub. Co., 1998. ISBN 978-1575240602.
3. VDI heat atlas. 2nd ed. New York: Springer, 2010. ISBN 978-3-540-77876-9.
Literatura - doporučená:
1. BERGMAN, Theodore L., Adrienne S. LAVINE, Frank P. INCROPERA a David P. DEWITT. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 8th Edition. USA: John Wiley, 2018. ISBN 978-1-119-35388-1.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 4 Povinný 1 1 Z
N-ETI-P prezenční studium TEP Technika prostředí -- zá,zk 4 Povinný 2 2 Z