Termomechanika a dynamika tekutin

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra elektrických pohonů a trakce

Anotace:

Přehled dynamiky hydraulických soustav (výpočet transportních ztrát, nestacionární jevy, vodní ráz, hydrodynamické síly). Základy teorie podobnosti, rozměrová analýza, Buckinghamův teorém. Přehled termodynamiky se zaměřením na energetické stroje, parní a plynové turbíny, zvyšování účinnosti (regenerace). Úvod do dynamiky plynů a par (kritický stav, adiabatické proudění beze ztrát i se ztrátami, trysky a difuzory). Přenos tepla vedením a prouděním, základní typy výměníků tepla.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1.Proudění nestlačitelné tekutiny v proudové trubici. Laminární a turbulentní proudění, hydraulické ztráty.

2.Vynucené a volné nestacionární proudění, hydraulický ráz.

3.Věty o změně hybnostního toku. Základy teorie podobnosti, rozměrová analýza

4.Termodynamika stavových změn, věta o energii. Termodynamické vlastnosti reálných plynů a par.

5.Tepelné diagramy. Vodní pára. Stavové změny ve vodní páře, výpočtové podklady, (tabulky, diagramy, programy).

6.Zákony jednorozměrového proudění stlačitelných tekutin v proudové trubicí, kritická rychlost a kritický stav.

7.Adiabatický výtok plynů a par z nádoby, tryska a difuzor. Průtok se ztrátami, tlaková redukce (škrcení).

8.Oběhy tepelných strojů a motorů, práce a účinnost. Oběhy kompresorů.

9.Plynové turbíny, Ericsonův oběh a jeho modifikace.

10.Parní turbíny na přehřátou a sytou páru, Clausiův-Rankineův oběh. Přihřívání expandující páry.

11.Zvyšování účinnosti parních turbín, Carnotizace oběhu regenerací.

12.Oběhy s nevratnou expanzí.Paroplynové oběhy.

13.Termodynamika vlhkého vzduchu, Mollierův diagram.

14.Změny stavu vlhkého vzduchu, metody stanovení vlhkosti.

Osnova cvičení:

1.Hydraulické soustavy, třecí a lokální ztráty.

2.Nestacionární průtok potrubím se ztrátami, vliv regulačních ventilů na tlakové diference.

3.Měření rychlosti proudění, průtoku, tlakových diferencí a ztrátových součinitelů (laboratorní cvičení).

4.Výpočet hydrodynamických sil a momentů. turbínové rovnice.

5.Změny stavu plynů, rovnice izobary v T-s diagramu, kalorimetrická rovnice.

6.Řešení vratných stavových změn ve vodní páře s využitím tepelných diagramů.

7.Výpočetní programy pro vodu a vodní páru (počítačové cvičení).

8.Adiabatický průtok plynů a par proudovou trubicí. průběhy rychlosti, tlaku a hustoty.

9.Proudění v tryskách a difuzorech, Lavalova tryska.

10.Výpočet práce a účinnosti kompresorů a plynových turbín.

11.Práce, výkon a účinnost turbín na přehřátou páru.

12.Oběhy turbín na sytou páru.

13.Práce a účinnost jednoduchého paroplynového oběhu.

14.Určování stavu a stavové změny ve vlhkém vzduchu.

Cíle studia:

Studijní materiály:

1.Nožička J.: Mechanika a termodynamika. Vydavatelství ČVUT Praha, 1991

2.Nožička, J. ml.: Termomechanika, Vydavatelství ČVUT Praha, 2001.

3.Jirků,S., Klepš,Z., Nožička.,J.:Tabulky pro mechaniku a strojnictví. ČVUT Praha, 1993

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6s

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: