Termomechanika K (FSI-5TK)

Akademický rok 1999/2000
Garant: doc. Ing. Eva Janotková, CSc.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Úkolem je seznámit se zákony termodynamiky, chováním plynů a par,
vlastnostmi směsi plynů, tepelnými cykly, základy termomechaniky
proudících plynů a par, termochemie a přenosu tepla. Cílem je naučit
aplikovat získané poznatky při řešení konkrétních problémů
vyskytujících se při konstrukci strojů a zařízení, zejména pak při
řešení zvyšování účinnosti využití a přeměn energie.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají znalosti výpočtů termodynamických dějů s plyny,
parami a jejich směsí, výpočtů cyklů, návrhu trysek pro proudění
plynů a par, výpočtu spalování paliv, stacionárního přenosu tepla
vedením, konvekcí, zářením a prostupem. Naučí se pracovat s
počítačovými programy pro výpočty stavů a dějů vodní páry,
vlhkého vzduchu a přenosu tepla vedením.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Základní pojmy a zákony termodynamiky. Rovnice stavu ideálního areálného plynu. Směsi ideálních plynů. Termodynamika par. Směsi plynůa par ? vlhký vzduch. Termodynamika proudících plynů a par. Tepelnéoběhy plynové a parní. Kompresory. Termochemie a spalování. Základypřenosu tepla. Stacionární a nestacionární vedení tepla. Přenos teplapřirozenou a nucenou konvekcí. Stacionární prostup tepla a tepelnévýměníky. Přenos tepla zářením.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínkou pro udělení zápočtu je řádné absolvování všech cvičení a
splnění podmínek průběžné a závěrečné kontroly studia. V základních
výpočtových cvičeních podmínky průběžné a závěrečné kontroly studia
určuje učitel studijní skupiny. U výuky na počítači je kontrolováno
vyřešení zadaných úloh v průběhu cvičení. Návštěva všech cvičení je
povinná. Zkouška je písemná a ústní konaná v jednom dni. Součástí
písemné části zkoušky je výpočtové řešení příkladu s použitím
kapesního kalkulátoru. Při hodnocení studenta přihlédne zkoušející k
výsledku hodnocení učitele studijní skupiny.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 4 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  10 × 2 hod. povinná                  
    Cvičení na počítači  4 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Základní pojmy.Stavová rovnice ideálního plynu.Směsi ideálních plynů.
1. zákon termodynamiky. Vratné děje ideálních plynů, p-v diagram.
Tepelné cykly.Carnotův cyklus. 2. zákon termodynamiky. Entropie.
Nevratné děje.3. zákon termodynamiky.Stavové rovnice reálných plynů.
Clausiova-Clapeyronova rovnice. Termodynamické děje v parách.
Vlhký vzduch.i-x diagram. Izobarické změny stavu vlhkého vzduchu.
Termodynamika proudících plynů a par.Adiabatické proudění dýzami.
Výtok otvorem.Postup při výpočtu dýz.Vliv změny provozních podmínek.
Cykly tepelných strojů - teoretické a skutečné. Tepelné cykly plynové.
Tepelné cykly parní. Zkapalňování plynů. Kompresory ? tepelné výpočty.
Základy termochemie.Spalování paliv plynných, kapalných a tuhých.
Přenos tepla vedením.Řešení DR energie pro stacionární vedení tepla.
Přenos tepla přirozenou a nucenou konvekcí.Prostup tepla.
Výměníky tepla.Přenos tepla zářením?základ.zákony.Záření mezi povrchy.
    Cvičení odborného základu Stavové veličiny a tepelné kapacity ideálních a nedokonalých plynů.
Směsi ideálních plynů. První termodynamický zákon.
Vratné termodynamické děje ? izochorický, izobarický, izotermický.
Děj adiabatický a polytropický. Změny entropie při vratných dějích.
Carnotův cyklus. Termodynamika par, tabulky a diagramy.
Vlhký vzduch, i-x diagram, izobarické úpravy stavu vlhkého vzduchu.
Trysky pro ideální plyny a pro páry ? rychlosti, průtok, rozměry.
Cykly tepelných strojů plynové a parní. Chladicí zařízení. Kompresory.
Spotřeba kyslíku, vzduchu a množství kouř. plynů při spalování paliv.
Stacionární přenos tepla konvekcí a zářením.
    Cvičení na počítači Termodynamické výpočty pomocí programu MathCad.
Výpočty stavů a termodynamických dějů pomocí programu PÁRA a VZDUCH.
Výpočet parních cyklů pomocí programu PÁRA. Diagnostika spal. motorů.
Stacionární přenos tepla vedením a prostup tepla.
Literatura - základní:
1. Sazima M. ? Kmoníček V. ? Schneller J.: Teplo. Technický průvodce 2. , , 0
2. Moran M. J. ? Shapiro H. N.: Fundamentals of Engineering Thermodynamics., , 0
3. Incropera F.P. ? DeWitt D.P.: Fundamentals of Heat and MassTransfer. , , 0
Literatura - doporučená:
1. Hloušek J. a kol.: Termomechanika. , , 0
2. Klomfar J. ? Šifner O.: Mollierův h ? s diagram vody a vodní páry. , , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Stroje a zařízení pro strojírenskou výrobu -- zá,zk 6 Povinný 1 3 Z