Termohydraulický návrh jaderných zařízení 1
Kód | Zakončení | Kredity | Rozsah | Jazyk výuky |
---|---|---|---|---|
17THNJ1 | Z | 2 | 2+0 | česky |
- Garant předmětu:
- Přednášející:
- Cvičící:
- Předmět zajišťuje:
- katedra jaderných reaktorů
- Anotace:
-
Předmět uvádí studenty do problematiky tepelných výpočtů a návrhů základních termodynamických schémat jaderných zařízení. Studenti se postupně seznamují se základními veličinami a pojmy z technické termodynamiky, základními vratnými i nevratnými termodynamickými ději a cykly s ideálním plynem. Hlavní těžiště předmětu je následně věnováno termodynamice par: základním vratným i nevratným dějům s parami a Rankin-Clausiovu cyklu. Podrobně jsou rovněž rozebrány různé metody zvyšování účinnosti Rankin-Clausiova cyklu. Závěr předmětu se věnuje termodynamice směsí plynů a vlhkému vzduchu.
- Požadavky:
- Osnova přednášek:
-
1. Úvod do předmětu, definice pojmů a veličin
Rozsah: 1 přednáška
Uvedení do problematiky, používaná literatura, začlenění předmětu do studia a návaznost na jiné předměty, motivace studentů, definice základních důležitých pojmů a veličin z oblasti technické termodynamiky (entropie, tepelná kapacita, entalpie, fázový diagram, ?)
2. Termodynamické zákony, termodynamické diagramy
Rozsah: 2 přednášky
První termodynamický zákon a jeho význam v energetice, různé zápisy 1. termodynamického zákona a jejich použití při výpočtech, 2. termodynamický zákon a jeho význam při konstrukci tepelných strojů, pracovní diagram, tepelný diagram, h-s diagram, jejich význam, popis a použití, definice a výpočty prací (tlaková, objemová, cyklu).
3. Termodynamika ideálního plynu
Rozsah: 3 přednášky
Definice a základní vlastnosti ideálního plynu a jeho stavová rovnice. Základní vratné a nevratné termodynamické děje (izochorický, izobarický, izotermický, izoentropický a polytropický), expanze plynu na turbíně a komprese v kompresoru (definice, výpočty stavových veličin, předaná tepla a práce). Termodynamické cykly: přímé, obrácené, definice účinnosti cyklu. Podrobný popis a výpočty cyklů: Carnotova, Braytonova a cyklů spalovacích motorů.
4. Termodynamika par
Rozsah: 6 přednášek
Úvod do termodynamiky par a jejich stavové rovnice. Diagramy vody a vodní páry: tepelný, pracovní a Molliérův, jejich popis, konstrukce a význam, definice veličin a pojmů (suchost, mokrá pára, mezní křivka, ?). Tabulky vody a vodní páry a jejich použití. Základní vratné a nevratné termodynamické děje s parami (izochorický, izobarický, izotermický, izoentropický, směšování par, škrcení, ?). Rankin-Clausiův cyklus s přehřátou i sytou parou (popis, význam v energetice, výpočty) a zvyšování jeho termické účinnosti (zejména regenerace, mezipřihřívání, binární oběhy a teplárenství. Návrh a optimalizace reálných Rankin-Clausiových cyklů.
5. Termodynamika směsí a vlhký vzduch
Rozsah: 1 přednáška
Termodynamika směsí plynů (výpočet stavových veličin, stavová rovnice). Vlhký vzduch: definice, vlhkost, výpočet entalpie, Molliérův diagram vlhkého vzduchu. Význam vlhkého vzduchu ve výpočtech v energetice.
- Osnova cvičení:
- Cíle studia:
-
Znalosti: podrobné znalosti termodynamiky ideálního plynu a zejména termodynamiky par (základní děje i termodynamické cykly). Podrobné znalosti Rankin?Clausiova cyklu a metod zvýšení jeho účinnosti a optimalizace termodynamických schémat elektráren.
Schopnosti: orientace v dané problematice, uplatnění získaných znalostí v dalších částech předmětu THN (2 a 3) a všech navazujících předmětech zabývajících se termomechanikou, konstrukcí jednotlivých zařízení na elektrárnách i chování a řízení jaderné elektrárny jako celku.
- Studijní materiály:
-
Povinná literatura:
1. Kobylka, D.: Technická termodynamika s řešenými příklady, Česká technika - nakladatelství ČVUT, Praha 2016, ISBN 978-80-01-05902-9
2. Mareš R. - Šifner O. - Kadrnožka J.: Tabulky vlastností vody a vodní páry podle průmyslové formulace IAPWS-IF97, VUTIUM , 1999, ISBN 80-214-1316-6
Doporučená literatura:
1. Kadrnožka, J.: Tepelné elektrárny a teplárny, SNTL, Praha, 1984
2. Sazima M., Kmoníček V., Schneller J., a kol.: Teplo, SNTL, Praha, 1989
3. Nožička J., Adamec J., Váradiová B.: Termomechanika - Sbírka příkladů, Vydavatelství ČVUT, Praha 2002
4. Sonntag E.R., Wylen G.J.V.: Introduction to Thermodynamics: Classical and Statisctical, John Wiley & sons, 1971, ISBN: 0-471-81365-6
- Poznámka:
- Další informace:
- Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
- Předmět je součástí následujících studijních plánů: