Hydraulické a pneumatické stroje

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav energetiky

Anotace:

Klasifikace a principy činnosti hydraulických strojů. Kriteria

hydrodynamické podobnosti. Hydraulické systémy. Různé typy čerpadel,

konstrukce, regulace výkonu a provoz při proměnlivých podmínkách. Teorie

stlačování. Konstrukce, výpočty a regulace výkonnosti kompresorů, provoz s

různými plyny. Chladivové kompresory. Ekonomické a ekologické problémy při

výrobě a rozvodu stlačeného vzduchu.

Požadavky:

Osnova přednášek:

P1 Rozdělení pneumatických strojů, výroba a spotřeba pneumatické energie. Definice a rozdělení kompresorů z různých hledisek. Oblasti použití základních typů

kompresorů. Hlavní parametry (výkonnost, tlakový poměr, efektivní příkon). Teplota

po kompresi, limitní hodnoty pro různé plyny.

P2 Kompresor ideální a skutečný (p-V a T-s diagramy). Teoretické práce a příkony ideálního kompresoru. Stlačování ve více stupních, teoretický a skutečný tlakový

poměr. Dělení tlakového poměru u vysokotlakých kompresorů (T-s diagram).

P3 Energetický výpočet kompresoru, příkony, energet. účinnosti, dimenze pohonu.

Maximální příkon kompresoru a vývěvy, souvislost s tvarem příkonové charakteristiky. Vazba mezi výkonností a hlavními rozměry, dopravní a objemový součinitel. Postup při výpočtu hlavních rozměrů jednostupňových a vícestupňových objemových kompresorů.

P4 Výkonnostní charakteristiky jednostupňových a vícestupňových vzduchových a

plynových objemových kompresorů. Souvislost mezi tlakovými poměry a provozním stavem stroje - možnosti provozní diagnostiky. Konstrukce kompresorů pístových,kompresory mazané a bezmazné, rozvody pístových kompresorů.

P5 Rotační objemové kompresory (křídlové, šroubové, k. s valivým pístem, spirálové, vodokružné, zubové aj.). Odlišnosti konstrukce a provozu (vestavěný tlakový poměr ap.) Kontrola výkonnosti. Individuální regulace výkonnosti různých druhů objemových kompresorů.

P6 Turbokompresory - hlavní parametry a oblasti použití radiálních a axiálních strojů. Odvození charakteristiky p - Q radiálního TK. Regulace výkonnosti, antipompážní

regulace. Paralelní a sériové řazení TK.

P7 Kompresorové stanice, provedení, aparáty. Balené tlakovzdušné centrály. Kvalita stlačeného vzduchu a její zajištění (vysoušení, filtrace). Problémy při stlačování vlhkého vzduchu. Tlakové a objemové ztráty v rozvodech a jejich kontrola.

P8Výroba a spotřeba hydraulické energie, zásady hospodaření s vodou. Definice a rozdělení hydraulických strojů, ukázky jejich provedení. Principy činnosti, základní rozdíly a specifika provozu hydraulických strojů. Základní fyzikální vlastnosti kapalin (neměnnost vnitřní energie, měrná hmotnost, stlačitelnost, vazkost, kavitace).

P9Základní zákony hydromechaniky, jejich aplikace v oboru hydraulických strojů. Hlavní a vedlejší parametry hydraulických strojů. Měrné otáčky hydraulických strojů a jejich význam (třídění typů, směrnice pro hydraulická řešení). Eulerova rovnice, rychlostní trojúhelníky hydraulických strojů hydrodynamických.

P10Hydraulický systém, provozní podmínky čerpadel. Charakteristika potrubí (definice, způsoby stanovení odporových křivek), charakteristika hydrodynamického čerpadla (teoretická, vliv konečného počtu lopatek a vazkosti, vstupní ráz, objemové ztráty, skutečná) a její zjišťování.

P11Měrná sací energie hydrodynamických čerpadel. Definice, kavitační deprese, sací výška (positivní, negativní), zvláštnosti čerpání horkých a těkavých kapalin.

P12Podobnost hydraulických strojů. Odvození afinních vztahů při variantách změn obvodové rychlosti oběžného kola a jejich aplikace. Sériové a paralelní řazení oběžných kol hydrodynamických čerpadel.

P13Paralelní a sériová spolupráce hydrodynamických čerpadel. Regulace parametrů hydraulického systému (možnosti a způsoby, princip řešení); regulace škrcením na výtlaku, změnou otáček, změnou polohy lopatek.

P14Základní rozdělení, konstrukce a vlastnosti moderních vodních turbín. Přiřazení základních typů turbín spádům a průtokům. Význam vodních turbín jako součásti energetické soustavy. Možnosti použití hydrodynamických čerpadel jako malých

Osnova cvičení:

C1 Opakování termomechaniky:

- teplota po kompresi

- potřebný výkon chladiče stlačeného vzduchu

- práce ideálního kompresoru

- výkonnost kompresoru stanovená měřením nárůstu tlaku ve vzdušníku

C2 Identifikace užitných parametrů dvoustupňového vzduchového pístového kompresoru (různé postupy). Možnosti využití odpadního tepla.

C3 Problémy při stlačování vlhkého plynu.

- Stanovení množství kondenzátu za chladičem

- Stanovení změny výkonnosti z množství kondenzátu

- Stanovení potřebné výkonnosti kompresoru při nestandardních sacích podmínkách

C4 Objemová ztráta vzduchu v rozvodu pro případ známé netěsnosti, vč. ekonomických dopadů. Stanovení objemových ztrát rozvodné sítě stlačeného vzduchu měřením.

Opakování - základní fyzikální vlastnosti kapalin (stlačitelnost, hustota, vazkost), praktické aplikace v oboru.

C5 Stanovení charakteru proudění v potrubí, vyšetřování odporových křivek a charakteristik potrubí. Určení měrných otáček hydraulických strojů. Práce s charakteristikou hydrodynamického čerpadla.

C6 Určení sací výšky hydrodynamických čerpadel s ohledem na tlak sytých par. Regulace parametrů hydraulického systému škrcením na výtlaku čerpadla.

C7 Regulace parametrů hydraulického systému změnou otáček hydrodynamického čerpadla, aplikace afinních vztahů.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Bláha,J., Brada,K.: Hydraulické stroje. Technický průvodce, SNTL Praha 1991

Melichar,J., Bláha,J.,Vojtek,J.: Malé vodní turbiny, konstrukce a provoz.

Vydavatelství ČVUT Praha, 1998

Liška,A., Novák,P.: Kompresory, Vyd. ČVUT Praha, 1999

Doporučená literatura : Bláha,J.,Brada,K.: Příručka čerpací techniky. Vyd. ČVUT Praha,

1997

Liška,A., Novák,P.: Technika stlačeného vzduchu (tech. příručka, ČVUT Praha 1999)

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: