Detail předmětu

Výměníky tepla

FSI-LVTAk. rok: 2025/2026

Obsahem kurzu je stručné shrnutí základních prerekvizit, práce se standardizací TEMA a její využití při základním designu výměníků, detailní návrh svazkového výměníku tepla (geometrie trubek, přepážek, analýza proudů v plášti), vibrace vyvolané průtokem v plášti (předpověď, kritéria závažnosti, vliv na návrh), výpočet tlakových ztrát, pevnostní výpočet, vliv provozu výměníků (koroze, zanášení) na návrh výměníků. Další náplní budou základní principy při návrhu výměníků se změnou fáze (kondenzátory, reboilery). Zvláštní pozornost bude věnována základním návrhům parních generátorů jaderných elektráren. V neposlední řadě budou posluchači seznámeni se základním návrhem dalších typů výměníků – deskové výměníky a regenerační výměníky.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Vstupní znalosti

Termomechanika (6TT), Spalovací zařízení a výměníky tepla (LSZ), Přenos tepla a látky (IPT)

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínkou udělení zápočtu je aktivita na cvičeních, zpracování semestrální práce a zvládnutí zápočtového příkladu. Zkouška je písemná s možnou ústní korekcí a bude ověřovat znalosti v oblasti teoretické přípravy.

Učební cíle

Cílem je seznámení se všemi aspekty tepelného, pevnostního a hydraulického (aerodynamického) návrhu výměníků tepla.
Posluchači získají pokročilé znalosti řešení inženýrských úloh v oblasti návrhů výměníků tepla, současně porozumí vlastnostem různých typů výměníků tepla a ví, jak je používat v různých aplikacích. Student získá praktické dovednosti v oblasti tepelného návrhu výměníků, výpočtu tlakových ztrát a pevnostních výpočtů. Tyto znalosti budou využitelné v oblastech energetiky, teplárenství, vytápění, klimatizací, regenerace tepla, chemického a procesního inženýrství, mohou být uplatněny ve výrobních podnicích, u investorů i u provozovatelů.

Základní literatura

BALÁŠ, Marek. Kotle a výměníky tepla. Vyd. 2. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2013. ISBN 978-80-214-4770-7.
KUPPAN, Thulukkanam. Heat exchanger design handbook. New York: Marcel Dekker, 2000. Mechanical engineering (Marcel Dekker, Inc.). ISBN 0-8247-9787-6.
STEHLÍK, Petr, Josef KOHOUTEK a Jan NĚMČANSKÝ. Tepelné pochody: Výpočet výměníku tepla. Brno: VUT, 1991. Učební texty vysokých škol. ISBN 80-214-0363-2.
ŠESTÁK, Jiří a Rudolf ŽITNÝ. Tepelné pochody II: výměníky tepla, odpařování, sušení, průmyslové pece a elektrický ohřev. Vyd. 2. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 2006c1997, 165 s. ISBN 80-01-03475-5.

Doporučená literatura

G. F. HEWITT (executive editor): Heat Exchanger Design Handbook 1998, Begell House, New York, 1998.
Incropera, F. P., DeWitt, D. P.: Fundamentals od Heat and Mass Transfer. 3rd ed. John Wiley & Sons, New York, 1990.
PAVELEK, Milan. Termomechanika. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2011. ISBN 978-80-214-4300-6.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-ETI-P magisterský navazující

    specializace ENI , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-SUE-P magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Osnova

1. Principy sdílení tepla, typy výměníků
2. Metody návrhu výměníků – LMTD, NTU
3. Standardní svazkové výměníky tepla dle TEMA
4. Základní návrh svazkových výměníků
5. Pokročilý návrh svazkových výměníků
6. Výměníky se změnou fáze – kondenzace
7. Výměníky se změnou fáze – var
8. Hydraulický/aerodymanický výpočet
9. Vibrace a jejich eliminace, pevnostní výpočet
10. Parogenerátory JE
11. Základní návrh deskových výměníků
12. Základní návrh regeneračních výměníků
13. Provoz výměníků – zanášení, koroze

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D.

Osnova

1. Principy sdílení tepla, typy výměníků
2. Metoda LMTD
3. Metoda NTU
4.-7.Návrh svazkových výměníků
8. Kondenzátor
9. Reboiler
10. Hydraulický/aerodymanický výpočet
11. Pevnostní výpočet
12. Návrh deskéového výměníku
13. Zápočtový test