Detail předmětu

Termodynamika pracovních oběhů

FSI-9TDCAk. rok: 2022/2023

Úvod do termodynamiky. Vlastnosti plynů a par. Směsi plynů. Model ideálního, polodokonalého a reálného plynu. Termodynamické zákony pro cykly. Termodynamika proudění plynů a par. Teoretické cykly plynových a parních tepelných strojů, kompresorů a cykly chladicích zařízení a tepelných čerpadel. Termochemie, způsoby řešení spalovacích rovnic. Modelování přenosu tepla v tepelných pracovních strojích. Způsoby řešení 0D a 1D simulací pracovních cyklů tepelných strojů. Řešení reálných cyklů tepelných strojů, využití Matlab/Simulink. Řešení reálných tepelných cyklů s využitím GT-Suite.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Výsledky učení předmětu

Schopnost provádět simulace a výpočty v oblasti termodynamiky pracovních cyklů plynových i parních. Aplikovat teoretické znalosti z pracovních cyklů v konstrukčních i technologických oborech.

Prerekvizity

Matematika, řešení diferenciálních rovnic ODE. Termomechanika na úrovní předmětu bakalářského studia. Programování v prostředí Matlab.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek a seminářů, které mají charakter výkladu základních principů, teorie a řešení příkladů vlastními scripty nebo využití komerčního software.

Způsob a kritéria hodnocení

Při zkoušce jsou prověřovány a hodnoceny znalosti fyzikální podstaty probíraných problémů včetně jejich řešení na počítači, především v souvislosti s tématem disertace. Součástí zkoušky je diskuse nad řešeným projektem s tématikou předmětu. Zkouška se skládá z písemné části a z části ústní.

Učební cíle

Cílem kurzu je seznámit studenty se základními termodynamickými cykly tepelných strojů. Metodami řešení teoretických i reálných cyklů v prostředí Matlab/Simulink a software GT-Suite.

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

Výuka probíhá formou přednášek a konzultací po dohodě s garantem předmětu.

Základní literatura

Çengel, Yunus A., and Michael A. Boles. 2015. Thermodynamics An Engineering Approach. 8 ed. New York: McGraw-Hill. (EN)
Incropera, Frank, David Dewitt, Theodore Bergman, and Adrienne Lavine. c2013. Principles Of Heat And Mass Transfer. 7th ed., international student version.. Singapore: John Wiley. (EN)
Kirkpatrick, Allan T., and Colin R. Ferguson. 2016. Internal Combustion Engines: Applied Thermosciences. Third. United Kingdom: John Wiley. (EN)
Macek Jan, 2012. Spalovací motory. ČVUT (CS)

Doporučená literatura

Chapman, Stephen J. 2013. Matlab Programming With Applications For Engineers. Stamford, CT: Cengage Learning. (EN)
Pavelek, Milan. a kol. 2003, Termomechanika. Akademické nakladatelství CERM s.r.o. Brno. (CS)
Wu, Chih. 2004. Thermodynamic Cycles: Computer-Aided Design And Optimization. New York: Marcel Dekker. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do termodynamiky. Vlastnosti plynů a par. Směsi plynů.
2. Model ideálního, polodokonalého a reálného plynu.
3. Termodynamické zákony pro cykly. Termodynamika proudění plynů a par.
4. Teoretické cykly plynových a parních tepelných strojů, kompresorů a cykly chladicích zařízení a tepelných čerpadel.
5. Termochemie, způsoby řešení spalovacích rovnic.
6. Modelování přenosu tepla v tepelných pracovních strojích.
7. Způsoby řešení 0D a 1D simulací pracovních cyklů tepelných strojů.
8. Řešení reálných cyklů tepelných strojů, využití Matlab/Simulink.
9. Řešení reálných tepelných cyklů s využitím GT-Suite.
10. Možnosti simulování tepelných strojů v kombinaci elektropohonem