Detail předmětu

Technická termodynamika

FAST-BJ011Ak. rok: 2018/2019

Základy a vývoj aplikované termodynamiky, význam v tepelných procesech výroby stavebních hmot. Zákony, stavové a procesní veličiny, práce objemová a technická, kruhové děje, tepelné diagramy, entropie a nevratnost dějů v praxi.
Proudění tekutin: základní pojmy, energetická bilance, ztráty v reálných systémech.
Sdílení tepla: vedením, sáláním, prouděním, kritéria podobnosti.
Termodynamika par: skutečné plyny a páry, tepelné diagramy a aplikace, stavy par a jejich změny, mísení par a par s vodou.
Termodynamika vlhkého vzduchu: stavové veličiny, rovnice stavu, i-x diagram a jeho aplikace, změny stavu, mísení vzdušných proudů, sdílení tepla a přenos hmoty, základy procesu sušení, statika sušení, bilance, typy sušáren a aplikace i-x diagramu.
Základy spalování: paliva pevná, kapalná, plynná, složky a vlastnosti, statika spalování, množství vzduchu a spalin, základy tepelné bilance pecí,přehled pecních jednotek výroby stavebních hmot.
Energetika a ekologie: energetika výroby stavebních hmot, vývoj ve světě, ekologické aspekty legislativy EU.

Zajišťuje ústav

Ústav technologie stavebních hmot a dílců (THD)

Výsledky učení předmětu

Absolvetnt předmětu je schopen:
Využít první a druhý zákon termodynamiky při výpočtech tepla a práce u všech charakteristických dějů ideálního plynu.
Vysvětlit a použít i-x diagram vodní páry.
Vysvětlit a použít i-x diagram vlhkého vzduchu.
Stanovit tepelnou a materiálovou bilanci teoretické a skutečné sušárny.
Popsat různé typy sušení a sušáren, charakterizovat jejich výhody a nevýhody z pohledu spotřeby tepelné energie.
Stanovit tepelnou a materiálovou bilanci tunelové pece.

Prerekvizity

Základní znalosti z termiky, znalosti technologických procesů výroby maltovin a keramiky, zejména procesy sušení a pálení. Dále pak znalost fyziky stavebních látek. Fyzika stavebních látek.

Doporučené volitelné složky programu

Možnost spolupráce na projektech zabývajících se řešením tepelných bilancí.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Informace jsou studentům předkládány formou přednášek.
Studenti pracují v rámci cvičení samostatně na zadaných úkolech a následně prezentují dosažené výsledky formou protokolů.
Studenti samostatně zpracovávají v rámci cvičení individuálně zadané příklady, které kontroluje vedoucí cvičení.

Způsob a kritéria hodnocení

Aktivní účast ve všech povinných formách výuky.
Vypracování a odevzdání dvanácti protokolů ze cvičení v požadovaném rozsahu, formě, kvalitě a čase.
Student musí v zápočtovém testu prokázat, že je schopen použít nabyté znalosti při výpočtu jednoduchých úloh. Maximální počet bodů získaných v testu je 100, minimum pro udělení zápočtu je 60 bodů.
Kurz je ukončen zkouškou, která má písemnou i ústní část.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Vývoj aplikované termodynamiky, význam v tepelných procesech výroby stavebních hmot, souvislosti s energetickou situací.
2.Zákony, stavové a procesní veličiny, práce objemová a technická, kruhové děje.
3. Tepelné diagramy, entropie a nevratnost dějů v praxi.
4. Proudění tekutin, terminologie, energetická bilance, ztráty proudění v reálných systémech stvebních hmot.
5. Sdílení tepla vedením, sáláním, prouděním, kritéria podobnosti.
6. Termodynamika par, skutečné plyny a páry, tepelné diagramy
7. Aplikace diagramů, stavy par a jejich změny, mísení par a par s vodou.
8. Termodynamika vlhkého vzduchu, stavové veličiny, rovnice stavu.
9. Diagram i-x a jeho aplikace, změny stavu, mísení vzdušných proudů.
10. Sdílení tepla a přenos hmoty, základy procesu sušení, statika sušení, bilance, typy sušáren.
11. Paliva pevná, kapalná, plynná, složky, možnosti alternativních paliv, prognózy v zajištění zdrojů primární energie.
12. Základy spalování, statika spalování, množství vzduchu a spalin.
13. Základy tepelné bilance pecí,přehled pecních jednotek výroby stavebních hmot, hořáky.Energetika a ekologie: energetika výroby stavebních hmot, vývoj ve světě, ekologické aspekty legislativy EU.

Cíl

Získání uceleného přehledu o významu tepelné techniky v rozhodujících technologických procesech výroby stavebních látek, jak z hlediska kvality procesů a produkce, tak zejména ekonomiky výroby a ekologických aspektů. Základní orientace v národní a celosvětové bilanci energetické zdrojů, zvládnutí postupu tepelných bilancí a v řešení úloh úspor spotřeby tepla, zejména v energeticky nejnáročnějších procesech sušení a výpalu. Posílení vědomí ekologické odpovědnosti výrobců stavebních látek jako trvale ekologicky únosných výrobků.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-P-E-SI (N) bakalářský

    obor M , 4. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program B-P-C-SI (N) bakalářský

    obor M , 4. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program B-K-C-SI (N) bakalářský

    obor M , 4. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Vývoj aplikované termodynamiky, význam v tepelných procesech výroby stavebních hmot, souvislosti s energetickou situací.
2.Zákony, stavové a procesní veličiny, práce objemová a technická, kruhové děje.
3. Tepelné diagramy, entropie a nevratnost dějů v praxi.
4. Proudění tekutin, terminologie, energetická bilance, ztráty proudění v reálných systémech stvebních hmot.
5. Sdílení tepla vedením, sáláním, prouděním, kritéria podobnosti.
6. Termodynamika par, skutečné plyny a páry, tepelné diagramy
7. Aplikace diagramů, stavy par a jejich změny, mísení par a par s vodou.
8. Termodynamika vlhkého vzduchu, stavové veličiny, rovnice stavu.
9. Diagram i-x a jeho aplikace, změny stavu, mísení vzdušných proudů.
10. Sdílení tepla a přenos hmoty, základy procesu sušení, statika sušení, bilance, typy sušáren.
11. Paliva pevná, kapalná, plynná, složky, možnosti alternativních paliv, prognózy v zajištění zdrojů primární energie.
12. Základy spalování, statika spalování, množství vzduchu a spalin.
13. Základy tepelné bilance pecí,přehled pecních jednotek výroby stavebních hmot, hořáky.Energetika a ekologie: energetika výroby stavebních hmot, vývoj ve světě, ekologické aspekty legislativy EU.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Cvičení je teoretické, výpočtové. Podmínkou účasti na cvičení je kalkulačka, pravítko a tužka.
1. Úvod, Avogadrova konstanta, ideální plyny
2. Tři základní děje ideálního plynu, měření teploty, teplotní roztažnost
3. První zákon termodynamiky a jeho aplikace ve čtyřech základních dějích, výpočty tepla a práce
4. Druhý zákon termodynamiky, entropie, děje vratné a nevratné, Carnotův cyklus I
5. Druhý zákon termodynamiky, entropie, děje vratné a nevratné, Carnotův cyklus II
6. Mokrá pára, sytá pára, přehřátá pára, základní pojmy
7. Mokrá pára, sytá pára, přehřátá pára, výpočty
8. Termodynamika vlhkého vzduchu, pojmy související s i-x diagramem vlhkého vzduchu, jednoduché výpočty
9. Termodynamika vlhkého vzduchu, tepelná bilance sušárny
10. Sdílení tepla
11. Tepelná bilance pece I
12. Tepelná bilance pece II
13. Zápočtový test