Detail předmětu

Tepelné procesy v mechatronických soustavách

FSI-RQMAk. rok: 2024/2025

Vybrané statě z termomechaniky a přenosu tepla využitelné při popisu tepelných procesů v mechatronických soustavách. Vliv tepelných procesů na efektivnost využití mechatronických soustav.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Vstupní znalosti

Základní znalosti programování.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Pro zápočet je nutné absolvovat všechna cvičení a odevzdat požadovaný počet protokolů a zadaných samostatných úkolů. Zápočet je udělen na základě testu, kde mohou studenti získat až 30 bodů. Zkouška má teoretickou a ústní část, kde studenti získají dalších až 70 bodů.
Účast na cvičení je povinná.

Učební cíle

Seznámit studenty s tepelným procesy, které je nutné uvažovat v mechatronických soustavách při jejich návrhu. Využití numerických i experimentálních metod pro objasnění tepelných procesů v mechatronických soustavách zejména elektrických strojů a pohonů.
Studenti budou schopni řešit tepelné procesy v mechatronických systémech. Studenti získají základní znalosti s měřením teploty a proudění vzduchu v mechatronických soustavách.

Základní literatura

Hak, J. , Ošlejšek, O. : Výpočet chlazení elektrických strojů , 1.díl. VUES Brno 1973
Idelčik, I.E.: Handbook of Hydraulic Resistance, 3rd Edition, New York, US, 2006.
Ondruška, E. , Maloušek, A. : Ventilace a chlazení elektrických strojů točivých. SNTL Praha 1985
Vlach, R. : Chlazení elektrických strojů, VUT Brno, Brno,2004
Vlach, R.: Tepelné procesy v mechatronických soustavách. Skripta. VUT Brno, 2009.
Yunus, A. Turner, H. Cimbala, J.M. Fundamental of Thermal-fluid Sciences. 3nd edition. McGraff Fill: Anstralia & New Zeland, 2008

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-IMB-P magisterský navazující

    specializace IME , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace BIO , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program N-MET-P magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D.

Osnova

Úvod do tepelných procesů v mechatronických systémech
Základní vztahy hydraulického výpočtu
Tlakové ztráty při proudění
Výpočet odporů proudění
Metody ventilačního výpočtu
Základní vztahy tepelného výpočtu
Výpočet tepelných odporů
Výpočet součinitele přestupu tepla
Metody tepelného výpočtu
Komplexní modelování mechatronických soustav
Návrh chlazení výkonové elektroniky
Metody měření proudění a teploty
Moderní přístupy k řešení tepelných procesů v mechatronických soustavách

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D.

Osnova

Přehled výpočetních postupů (ukázky praktických výpočtů a měření)
Výpočet hydraulických odporu změnou proudění
Výpočet hydraulického odporu vlivem ztráty třením
Výpočet ventilační charakteristiky axiálních a radiálních ventilátorů
Návrh ventilační sítě elektrického stroje, řešení proudění v elektrickém stroji
Výpočet tepelných odporů (vedení, sálání, přirozená a nucená konvekce)
Výpočet součinitelů přestupu tepla
Návrh tepelné sítě elektrického stroje, výpočet oteplení jednotlivých částí
Měření průtočného množství dodávaného radiálním ventilátorem užitím tři nezávislých metod
Experimentální stanovení vlastností tepelné trubice
Měření teploty na experimentálním přípravku statorového vinutí (termočlánek, PT100, HFS)
Měření oteplení rotoru stejnosměrného motoru (bezkontaktní měření teploty, termo-kamera, laserový teploměr)
Řízení chlazení statorového vinutí synchronního motoru