Lopatkové stroje (FSI-LLS)

Akademický rok 2024/2025
Garant: doc. Ing. Jan Fiedler, Dr.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:

Ukázat studentům, jaká opatření je třeba přijmout, aby bylo možno realizovat fyzikální záměry v reálném stroji a jak změna podmínek (např. druh pracovní látky, požadovaný výkon, tlak, teplota atd.) ovlivňuje konstrukci daného typu stroje. Na druhé straně je cílem ukázat, jak zvolené konstrukční provedení určuje vlastnosti a charakteristiky stroje.
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
 
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Zápočet: Aktivní účast na cvičení. Ověřuje se schopnost řešit zadané úlohy. Vyřešení zápočtové úlohy v rámci zápočtové písemky je podmínkou pro získání zápočtu.

Zkouška: Prověřují se znalosti získané v průběhu celého semestru.
Zkouška má písemnou část a podmíněnou ústní část. Závěrečné hodnocení se skládá z výsledků zápočtu a zkoušky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška

1. Úvod do lopatkových strojů
2. Základní rovnice lopatkových strojů
3. Tvary lopatek a průtočných částí lopatkových strojů
4. Aerodynamika profilových mříží
5. Vnitřní ztráty lopatkových strojů a jejich vliv na návrh lopatkového stroje
6. Využití podobnosti lopatkových strojů při návrhu lopatkového stroje
7. Turbočerpadla
8. Ventilátory
    Cvičení

Obsahem cvičení je řešení úloh:


1. Připomenutí některých pojmů z matematiky a jejich aplikace ve fyzice: Parciální derivace; Vektorový počet. Co je tenzor a Rotace vektoru, vírový a nevírový pohyb.


2.  Úlohy na základní energetickou bilanci lopatkových strojů a turbosoustrojí


3. Úlohay na výpočet rychlostních trojúhelníků 


4. Výpočet síly působící na lopatku


5. Výpočty rozložení energie v lopatkovém stroji


6. Výpočet rozložení rychlostí a dalších vyšetřovaných veličin před a za rotorem


7. Návrh tvaru spirálního hrdla a rozbor spirální dráhy; optimální tvary lopatek


8. Návrh lopatky radiálního ventilátoru;  návrh spirálního hrdla ventilátoru


9. Odhad vlastností profilové mříže na základě tvaru profilů;  výpočet parametrů profilové mříže


10. Návrh lopatkové mříže axiálního ventilátoru; výpočet celkových ztrát stupně


11. Výběr vhodného lopatkového stroje podle očekávaných měrných otáček;  návrh provozní charakteristiky ventilátoru


12. Návrh rozměrů rotoru radiálního ventilátoru; nouzový provoz čerpadla


13. Zápočtová písemka
Literatura - základní:
1. ŠKORPÍK, Jiří. Teorie lopatkových strojů. Vydání druhé. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2022. ISBN 978-80-214-6102-4.
3. Kadrnožka, J.: Tepelné turbíny a turbokompresory I, CERM, Brno 2004
5. JAPIKSE, David. Introduction to turbomachinery, 1997. 2. vydání. Oxford: Oxford University Press, ISBN 0–933283-10-5.
Literatura - doporučená:
2. MELICHAR, Jan, BLÁHA, Jaroslav, BRADA, Karel. Hydraulické stroje–Konstrukce a provoz, 2002. 1. vydání. Praha: České vysoké učení technické v Praze, ISBN 80–01–02657–4.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-ETI-P prezenční studium TEP Technika prostředí -- zá,zk 4 Povinný 2 1 Z
N-ETI-P prezenční studium ENI Energetické inženýrství -- zá,zk 4 Povinný 2 1 Z
N-ETI-P prezenční studium FLI Fluidní inženýrství -- zá,zk 4 Povinný 2 1 Z
C-AKR-P prezenční studium CZS Předměty zimního semestru -- zá,zk 4 Volitelný 1 1 Z