CAD navrhování tepelných zařízení pro procesy a energetiku (FSI-KT0)

Akademický rok 2022/2023
Garant: prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:

Hlubší seznámení s problematikou (tepelně-hydraulického) navrhování procesních a energetických zařízení (zejména výměníků tepla různých konstrukčních typů) a možnostmi současných softwarových systémů určených pro tyto účely. Využití těchto softwarových systémů pro analýzu stávajících i návrh nových výměníků tepla a související činnosti. V předmětu se posluchači detailně seznámí s možnostmi světově uznávaných profesionálních softwarových systémů (HTRI Xchanger Suite, CHEMCAD) a jejich obsluhou, ale také s pokročilými funkcemi tabulkového procesoru MS Excel, který je nejrozšířenějším programem v projekčních kancelářích, a který nabízí velké množství funkcí a možností, o kterých studenti většinou nevědí.
Výstupy studia a kompetence:
Schopnost využít podpory CAD pro návrh a analýzu procesních a energetických zařízení a související činnosti. Získání přehledu možností dostupných softwarů a schopnost jejich aplikace na konkrétní praktické úlohy.
Prerekvizity:
Předpokládá se absolvování předmětu Tepelné pochody a předmětu Hydraulické pochody.
Obsah předmětu (anotace):
V návaznosti na učivo předmětu Tepelné pochody poskytuje tento předmět rozšíření a prohloubení znalostí týkajících se problematiky navrhování procesních a energetických zařízení na výměnu tepla, zejména problematiky návrhových, kontrolních a simulačních výpočtů konvenčních výměníků tepla jak pro jednofázové tak i dvoufázové aplikace. Poskytuje seznámení s možnostmi a použitím vybraných, světově uznávaných profesionálních softwarových systémů (HTRI Xchanger Suite, CHEMCAD, DWSIM, Excel) na řadě příkladů z průmyslové praxe.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí probírané látky.
Způsob a kritéria hodnocení:

Předmět je zařazen mezi povinně volitelné předměty, neklasifikuje se. Jeho absolvování je potvrzeno udělením zápočtu. Podmínkou udělení zápočtu je povinná a aktivní účast ve cvičeních a odevzdání zadaných úkolů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast ve cvičeních je povinná a kontrolovaná.
Zápočet bude udělen studentům, kteří se pravidelně a aktivně účastnili výuky (pravidelná účast znamená účast alespoň ve třech čtvrtinách hodin, tj. 10 cvičení z celkových 13).
Typ (způsob) výuky:
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Cvičení s počítačovou podporou Cvičení s počítačovou podporou:
1. týden: Seznámení s obsahem předmětu a způsobem práce. Úvod do problematiky návrhových, kontrolních a simulačních výpočtů konvenčních výměníků tepla. Základní práce s programem Excel a jeho využití v projekční praxi inženýra.
2. týden: Pokročilé možnosti programu Excel a jeho využití v projekční praxi inženýra – část I.
3. týden: Pokročilé možnosti programu Excel a jeho využití v projekční praxi inženýra – část II.
4. týden: Využití VBA v prostředí MS Excel v praxi procesního inženýra. Tvorba výpočtového prostředí v programu MS Excel pro zjednodušený návrh výměníku tepla.
5. týden: Výpočty výměníků tepla pomocí simulačních softwarů CHEMCAD, DWSIM a ukázky souvisejících činností – část I.
6. týden: Výpočty výměníků tepla pomocí simulačních softwarů CHEMCAD, DWSIM a ukázky souvisejících činností – část II.
7. týden: Seznámení se s prostředím softwarového systému HTRI Xchanger Suite, základy ovládání a jeho nastavení. Přehled jednotlivých modulů a jejich využití. Výchozí příklady pro osvojení základní práce se softwarovým systémem (zadávání vstupních dat, možnosti programu, zobrazení výsledného protokolu apod.). Seznámení s modulem Xace – vzduchové chladiče a ekonomizéry.
8. týden: Praktické aplikace - řešení příkladů pomocí modulu Xace.
9. týden: Praktické aplikace - řešení příkladů pomocí modulu Xace.
10. týden: Seznámení s modulem Xist – trubkové výměníky tepla s přepážkovými systémy typu "shell-and-tube".
11. týden: Praktické aplikace – řešení příkladů pomocí modulu Xist.
12. týden: Praktické aplikace – řešení příkladů pomocí modulu Xist (jednofázové a dvoufázové aplikace).
13. týden: Seznámení s modulem Xphe – deskové výměníky tepla.
Literatura - základní:
1. Stephan P. (editor-in-chief), VDI-GVC: VDI Heat Atlas, 2nd. ed., Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2010.
2. Rayaprolu K.: Boilers for power and process, CRC Press, 2009.
3. CHEMCAD Version 7, User Guide, Chemstations, 2016
4. Hewit G.F. (ed.), Heat Exchanger Design Handbook 2008, 5th Revised Edition, Begell House, Inc., New York, 2009
Literatura - doporučená:
1. Walkenbach J., Excel 2010 Power Programming With VBA, Wiley Publishing, Inc., ISBN: 0470475358, 2010
2. Breden M., Schwimmer M., Excel 2007 VBA – Velká kniha řešení, Computer Press, a.s., Brno, 2009
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá 3 Povinně volitelný 1 1 Z
N-PRI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 3 Povinně volitelný 2 2 Z