Detail předmětu
Technická termodynamika
Akademický rok 2022/23
BJA020 předmět zařazen v 1 studijním plánu
BPC-SI letní semestr 1. ročník
Kurz se zabývá základy a vývojem aplikované termodynamiky a jejím významem v tepelných procesech výroby stavebních hmot. Zákony termodynamiky, prouděním tekutin, sdílením tepla, termodynamikou par, termodynamikou vlhkého vzduchu, i-x diagramem vlhkého vzduchu, procesu sušení, základy spalování, tepelnou bilancí pecí a přehledem pecních jednotek výroby stavebních hmot. V neposlední řadě energetikou výroby stavebních hmot.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
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.
Znalosti
Student získá znalosti 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. Získá základní orientaci v národní a celosvětové bilanci energetické zdrojů. Posílí vědomí ekologické odpovědnosti výrobců stavebních látek jako trvale ekologicky únosných výrobků.
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 fyziky, znalosti technologických procesů výroby maltovin a keramiky, zejména procesy sušení a pálení. Dále pak znalost fyziky stavebních látek.
Jazyk výuky
čeština
Kredity
5 kreditů
semestr
letní
Způsob a kritéria hodnocení
zápočet a zkouška
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.
Nabízet zahraničním studentům
Nenabízet
Předmět na webu VUT
Přednáška
13 týdnů, 2 hod./týden, nepovinné
Osnova
- Zákony termodynamiky, stavové a procesní veličiny, práce objemová a technická, kruhové děje.
- Tepelné diagramy, entropie a nevratnost dějů v praxi.
- Proudění tekutin, terminologie, energetická bilance, ztráty proudění v reálných systémech stvebních hmot.
- Termodynamika par, skutečné plyny a páry, tepelné diagramy.
- Aplikace diagramů, stavy par a jejich změny, mísení par a par s vodou.
- Termodynamika vlhkého vzduchu, stavové veličiny, rovnice stavu.
- Molliérův i-x diagram a jeho aplikace, změny stavu, mísení vzdušných proudů.
- Sdílení tepla a přenos hmoty, základy procesu sušení, statika sušení, bilance, typy sušáren.
- Paliva pevná, kapalná, plynná, složky, možnosti alternativních paliv, prognózy v zajištění zdrojů primární energie.
- Základy spalování, statika spalování, množství vzduchu a spalin.
- Základy tepelné bilance pecí, přehled pecních jednotek výroby stavebních hmot, hořáky.
Cvičení
13 týdnů, 2 hod./týden, povinné
Osnova
Cvičení je teoretické, výpočtové. Podmínkou účasti na cvičení je kalkulačka, pravítko a tužka.
- Tři základní děje ideálního plynu, měření teploty, teplotní roztažnost.
- První zákon termodynamiky a jeho aplikace ve čtyřech základních dějích, výpočty tepla a práce.
- Druhý zákon termodynamiky, entropie, děje vratné a nevratné, Carnotův cyklus I.
- Druhý zákon termodynamiky, entropie, děje vratné a nevratné, Carnotův cyklus II.
- Mokrá pára, sytá pára, přehřátá pára, základní pojmy, zápočtový test I.
- Mokrá pára, sytá pára, přehřátá pára, výpočty.
- Termodynamika vlhkého vzduchu, pojmy související s i-x diagramem vlhkého vzduchu, jednoduché výpočty.
- Termodynamika vlhkého vzduchu, tepelná bilance sušárny.
- Sdílení tepla, tepelná bilance pece I.
- Tepelná bilance pece II.
- Zápočtový test II.