Termodynamika pracovních oběhů (FSI-9TDC)

Akademický rok 2023/2024
Garant: prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚADI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština či angličtina
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je seznámit studenty se základními termodynamickými cykly tepelných strojů. Metodami řešení teoretických i reálných cyklů v prostředí Matlab/Simulink a software GT-Suite.
Výstupy studia a kompetence:
Schopnost provádět simulace a výpočty v oblasti termodynamiky pracovních cyklů plynových i parních. Aplikovat teoretické znalosti z pracovních cyklů v konstrukčních i technologických oborech.
Prerekvizity:
Matematika, řešení diferenciálních rovnic ODE. Termomechanika na úrovní předmětu bakalářského studia. Programování v prostředí Matlab.
Obsah předmětu (anotace):
Úvod do termodynamiky. Vlastnosti plynů a par. Směsi plynů. Model ideálního, polodokonalého a reálného plynu. Termodynamické zákony pro cykly. Termodynamika proudění plynů a par. Teoretické cykly plynových a parních tepelných strojů, kompresorů a cykly chladicích zařízení a tepelných čerpadel. Termochemie, způsoby řešení spalovacích rovnic. Modelování přenosu tepla v tepelných pracovních strojích. Způsoby řešení 0D a 1D simulací pracovních cyklů tepelných strojů. Řešení reálných cyklů tepelných strojů, využití Matlab/Simulink. Řešení reálných tepelných cyklů s využitím GT-Suite.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek a seminářů, které mají charakter výkladu základních principů, teorie a řešení příkladů vlastními scripty nebo využití komerčního software.
Způsob a kritéria hodnocení:
Při zkoušce jsou prověřovány a hodnoceny znalosti fyzikální podstaty probíraných problémů včetně jejich řešení na počítači, především v souvislosti s tématem disertace. Součástí zkoušky je diskuse nad řešeným projektem s tématikou předmětu. Zkouška se skládá z písemné části a z části ústní.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka probíhá formou přednášek a konzultací po dohodě s garantem předmětu.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  10 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do termodynamiky. Vlastnosti plynů a par. Směsi plynů.
2. Model ideálního, polodokonalého a reálného plynu.
3. Termodynamické zákony pro cykly. Termodynamika proudění plynů a par.
4. Teoretické cykly plynových a parních tepelných strojů, kompresorů a cykly chladicích zařízení a tepelných čerpadel.
5. Termochemie, způsoby řešení spalovacích rovnic.
6. Modelování přenosu tepla v tepelných pracovních strojích.
7. Způsoby řešení 0D a 1D simulací pracovních cyklů tepelných strojů.
8. Řešení reálných cyklů tepelných strojů, využití Matlab/Simulink.
9. Řešení reálných tepelných cyklů s využitím GT-Suite.
10. Možnosti simulování tepelných strojů v kombinaci elektropohonem
Literatura - základní:
1. Çengel, Yunus A., and Michael A. Boles. 2015. Thermodynamics An Engineering Approach. 8 ed. New York: McGraw-Hill.
2. Incropera, Frank, David Dewitt, Theodore Bergman, and Adrienne Lavine. c2013. Principles Of Heat And Mass Transfer. 7th ed., international student version.. Singapore: John Wiley.
3. Kirkpatrick, Allan T., and Colin R. Ferguson. 2016. Internal Combustion Engines: Applied Thermosciences. Third. United Kingdom: John Wiley.
4. Macek Jan, 2012. Spalovací motory. ČVUT
Literatura - doporučená:
1. Wu, Chih. 2004. Thermodynamic Cycles: Computer-Aided Design And Optimization. New York: Marcel Dekker.
2. Chapman, Stephen J. 2013. Matlab Programming With Applications For Engineers. Stamford, CT: Cengage Learning.
3. Pavelek, Milan. a kol. 2003, Termomechanika. Akademické nakladatelství CERM s.r.o. Brno.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
D-KPI-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-KPI-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z