Detail předmětu

Aplikace elektrického oblouku

FEKT-MAELAk. rok: 2019/2020

Základní orientace v problematice technického využití plazmatu, znalost základních diagnostických metod a přístrojů k určení parametrů plazmatu, seznámení s technickými prostředky s elektrickým obloukem ve spínací technice, generátory plazmatu a jejich provozem, plazmovými technologiemi k modifikaci materiálů, jejich vlastností a ekologickým aplikacím.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Výsledky učení předmětu

Základní informace pro vývoj, návrh a provoz zařízení využívajících termické plazma elektrického oblouku k technologickým aplikacím.
Absolvent předmětu je schopen:
- definovat pojem plazma, nízkoteplotní plazma a vyjmenovat základní vlastnosti popisující plazma,
- orientovat se v problematice plazmových technologií,
- popsat hlavní části plazmatronu a jeho funkci - zařízení generující termické plazma.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Metody vyučování zahrnují přednášky, numerická cvičení. Předmět využívá e-learning.
V numerických cvičením jsou průběžné testy.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1. Plazma, typy plazmatu, termické plazma, teplota plazmatu, složení plazmatu.
2. Termodynamické vlastnosti termického plazmatu.
3. Transportní vlastnosti plazmatu.
4. Elektrický oblouk, V-A charakteristika oblouku, matematický popis V-A charakteristik.
5. Elektrický oblouk ve spínací technice, spínačích vn a vvn, zhášecí proces, silnoproudý, interakční a dielektrický interval.
6. Plazmové hořáky, popis, typy, způsoby stabilizace elektrického oblouku, teorie a konstrukce plazmatronů.
7. Základy matematicko-fyzikálního modelování oblouku, zjednodušený model oblouku.
8. Základy diagnostiky plazmatu. Nepřímá metoda stanovení střední teploty a rychlosti plazmajetu na výstupu z plazmatronu.
9. Matematicko-fyzikální popis procesů v plazmatronu, návrh plazmového hořáku.
10. Příslušenství plazmatronu, chladicí soustava, plynové hospodářství, provozní měření.
11. Plazmové technologie.
Plazmové technologie.

Učební cíle

Seznámení s možnostmi přímého využití elektrického oblouku pro technologické účely, problematikou oblouku ve spínací technice, teorií a konstrukcí generátorů plazmatu, vlastnostmi plazmatu a některými plazmovými technologiemi.

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 EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EEN , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D.

Osnova

Charakteristika plazmatu, termické plazma a jeho popis.
Termodynamické a transportní vlastnosti plazmatu.
Termodynamika vysokoteplotních procesů.
Vlastnosti elektrického oblouku, voltampérová charakteristika volně hořícího a stabilizovaného oblouku, matematický popis VA charakteristik.
Elektrický oblouk ve spínací technice, spínačích vn a vvn, zhášecí proces, silnoproudý, interakční a dielektrický interval.
Základy matematicko-fyzikálního modelování zhášecího procesu.
Základy diagnostiky plazmatu.
Plazmové hořáky, způsoby stabilizace elektrického oblouku, teorie a konstrukce plazmatronů.
Matematicko-fyzikální popis procesů v plazmatronu.
Podpůrné technologické okruhy plazmatronů.
Plazmové technologie, ekologické aplikace elektrických výbojů a další perspektivy využití elektrického oblouku a termického plazmatu v průmyslu.

Cvičení odborného základu

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D.

Osnova

Základní vztahy z termodynamiky, látkové vlastnosti plynných medií, práce s termodynamickými závislostmi.
Základní vztahy pro přenos hmoty, hybnosti a energie, rovnice zachování hybnosti, turbulence a proudění.
Stanovení parametrů plazmatu, optické, spektrální a sondové metody.
Vyhodnocení energetické bilance plazmatronu.

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ilona Lázničková, Ph.D.

Osnova

Spektroskopická diagnostika záření plazmatu elektrického výboje.
Měření teplotního profilu termočlánkem.
Měření energetické bilance plazmatronu, určení středních parametrů plazmatu.
Měření voltampérových charakteristik plazmatronu