Detail předmětu

Kotle a výměníky tepla

FSI-9KVTAk. rok: 2022/2023

Předmět je strukturován do několika oblastí:
První oblast je věnována vlastnostem paliv (zejména biomasa a odpady) a jejich vlivu na koncepci spalovacích prostor i samotných kotlů.
Druhá oblast je zaměřena na provozní požadavky navrhovaných zařízení a jejich promítnutí do návrhu zařízení.
Ve třetí části budou studentky a studenti seznámeni s podrobným tepelným výpočtem spalovací komory a dodatkových ploch kotle, se základy hydrodynamického, pevnostního a aerodynamického výpočtu. Budou probrány koncepční otázky návrhu různých typů kotlů, konstrukce a výpočty kotlových výměníků tepla, materiály používané při stavbě kotlů.
Čtvrtá oblast je plně věnována pokročilému návrhu výměníku tepla, především trubkovým a deskovým rekuperačním výměníkům. Studentky a studenti si osvojí principy návrhu volby a návrhu výměníků.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Student bude schopen aplikovat teoretické poznatky zejména z termomechaniky, hydromechaniky a přenosu tepla a hmoty při aplikaci na spalovací zařízení a výměníky tepla. Studentky a studenti budou po absolvování předmětu umět přemýšlet nad vlivy ovlivňujícími návrh a provoz energetických zařízení a teplosměnných aparátů a budou připraveni na návrh a vývoj těchto zařízení.

Prerekvizity

Termomechanika, přenos tepla a látky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován konzultací doplněných samostudiem tuzemské a zahraniční literatury z oboru.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocena je aktivita na konzultacích, zkouška je ústní.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studentky a studenty s pokročilými znalostmi potřebnými pro návrh kotlů, spalovacích komor a výměníků tepla. Po absolvování tohoto předmětu by posluchači měli mít povědomí o dopadech provozních požadavků a vlastností použitých paliv na návrh a provoz spalovacích prostor i celkovou koncepci kotlů a bude schopen základního termohydraulického návrhu kotle a výměníku tepla.

Základní literatura

BASU, Pabir., C. KEFA, L. JESTIN: Boilers and Burners. Springer 1999, ISBN 0-387-98703-7 (EN)
DLOUHÝ, Tomáš. Výpočty kotlů a spalinových výměníků. Vyd. 3. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 1999. ISBN 978-80-01-03757-7. (CS)
HEWITT, Geoffrey Frederick: Heat Exchanger Design Handbook 2008, Begell House, New York, 2008. ISBN: 978-1-56700-259-1 (EN)
Klass L.D.: Biomass for Renavable Energy, Fuels and Chemicals. Academic Press 1998 (ISBN98-84422)
Rayaprolu, Kumar: Boilers for Power and Process, CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-7536-6 (EN)
Singer J.G.: Combustion Fassil Power. Windor, Connesticut 06095, 1991
VILIMEC, Ladislav. Stavba kotlů II. 2. vyd. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava, 2008. ISBN 978-80-248-1716-3. (EN)

Doporučená literatura

BALÁŠ, Marek. Kotle a výměníky tepla. Vyd. 2. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2013. ISBN 978-80-214-4770-7.
ČERNÝ, Václav, Břetislav JANEBA a Jiří TEYSSLER. Parní kotle: technický průvodce svazek 32. Praha: SNTL-Nakladatelství technické literatury, 1983. Technický průvodce (SNTL-Nakladatelství technické literatury).
KUPPAN, Thulukkanam. Heat exchanger design handbook. New York: Marcel Dekker, 2000. Mechanical engineering (Marcel Dekker, Inc.). ISBN 0-8247-9787-6. (EN)
STEHLÍK, Petr, Josef KOHOUTEK a Jan NĚMČANSKÝ. Tepelné pochody: Výpočet výměníku tepla. Brno: VUT, 1991. Učební texty vysokých škol. ISBN 80-214-0363-2.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-ENE-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-ENE-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Osnova

Dopad vlastností paliv na proces palování, spalovací prostor a koncepci kotle
Provoz energetických zařízení, provozní problémy, poruchy a jejich předcházení
Návrh spalovací komory
Návrh dodatkových ploch kotle
Rekuperační výměníky tepla – svazkové výměníky, deskové výměníky, termohydraulický návrh, technické normy a konstrukční detaily