Detail předmětu
Tepelné stroje
FSI-LZ2 Ak. rok: 2027/2028 Zimní semestr
Předmět navazuje na znalosti získané v předmětech Základy energetiky a Termomechanika a zaměřuje se na principy činnosti, konstrukci a provozní vlastnosti objemových a rotačních tepelných strojů využívaných v energetice. Úvodní část předmětu seznamuje studenty s jednotlivými typy tepelných motorů, zejména parními stroji, Stirlingovými motory, spalovacími motory a parními a plynovými turbínami. Hlavní pozornost je věnována přeměně energie v lopatkových strojích, základním návrhovým a výpočtovým postupům turbínových stupňů, ztrátám v lopatkových mřížích a konstrukčnímu uspořádání parních turbín. Součástí předmětu jsou rovněž základní principy projektového návrhu, montáže a provozu parních turbín.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
6
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Předpokládají se základní znalosti termomechaniky a energetiky, zejména termodynamických vlastností pracovních látek, základních termodynamických dějů a tepelných oběhů, zákonů zachování hmoty a energie a principů přeměny energie v tepelných zařízeních.
Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů
Zápočet: Podmínkou udělení zápočtu je aktivní účast na cvičeních a splnění všech zadaných individuálních úkolů ve stanovených termínech. V rámci cvičení jsou povoleny dvě absence. Případné další absence je nutné nahradit po dohodě s vyučujícím.
Zkouška: Podmínkou připuštění ke zkoušce je získání zápočtu. Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná část ověřuje teoretické znalosti a schopnost řešit výpočtové příklady z problematiky tepelných strojů. Ústní část probíhá formou diskuse k zadanému tématu a ověřuje porozumění probírané problematice a schopnost aplikovat získané znalosti.
Výsledné hodnocení předmětu se řídí klasifikační stupnicí ECTS podle Studijního a zkušebního řádu VUT.
Učební cíle
Po úspěšném absolvování předmětu budou studenti schopni:
- Vysvětlit základní principy činnosti a rozdělení objemových a rotačních tepelných strojů.
- Popsat termodynamické děje probíhající v tepelných strojích a aplikovat základní fyzikální zákony při jejich analýze.
- Charakterizovat konstrukční uspořádání, principy činnosti a základní provozní vlastnosti parních strojů, Stirlingových motorů, spalovacích motorů, parních a plynových turbín.
- Vysvětlit principy přeměny energie v lopatkových strojích a provést základní návrhové výpočty akčního a reakčního stupně parní turbíny.
- Identifikovat hlavní druhy energetických ztrát v lopatkových mřížích a posoudit jejich vliv na účinnost turbínových stupňů.
- Popsat základní konstrukční a provozní uspořádání vícestupňových parních turbín včetně jejich pomocných zařízení.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-ENE-P: Energetika, bakalářský, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Osnova
1. Termodynamické děje a zákony, rozdělení tepelných strojů na objemové a rotační.
2. – 4. Tepelné motory – parní stroje, Stirlingovy motory, spalovací motory, tepelný oběh s parní turbínou a plynové (spalovací) turbíny.
5. – 7. Stupně parních turbín – volba základní koncepce, rozdělení a charakteristika elementárních turbínových stupňů.
8. – 9. Základní rovnice lopatkových strojů a ztráty v lopatkových mřížích.
10. Vícestupňové parní turbíny a specifika posledních turbínových stupňů.
11. Konstrukční uspořádání parních turbín.
12. Projektový návrh zapojení parní turbíny a pomocných zařízení.
13. Montáž a provoz parních turbín.
Cvičení
26 hod., povinná
Osnova
Cvičení tematicky navazují na přednášky a jsou zaměřena na praktickou aplikaci termodynamických zákonů a základních výpočtových postupů při analýze tepelných strojů. Studenti řeší výpočtové úlohy zaměřené na parní stroj, Stirlingův motor, spalovací motory s Dieselovým a Sabathého oběhem, parní oběh a plynovou turbínu. Součástí cvičení je rovněž variantní návrh stupně parní turbíny v akčním a reakčním provedení, včetně základních termodynamických a aerodynamických výpočtů a porovnání obou variant.