|
Vyučující
|
|
|
|
Obsah předmětu
|
Předmět se zabývá problematikou parních a plynových turbín a pokrývá klíčové oblasti, jako např. základní teorie proudění a termodynamika v lopatkových strojích, popis konstrukčních řešení parních a plynových turbín, včetně axiálních, resp. radiálních kompresorů turbokompresorových motorů. V rámci cvičení jsou řešeny praktické příklady, které zahrnují rozbor termodynamického cyklu spalovací turbíny, výpočet základních parametrů radiálního/axiálního kompresoru turbokompresoru, nebo např. zjednodušený návrh jednostupňové plynové turbíny. Cvičení jsou doplněna laboratorními úlohami realizovanými na výukovém modelu spalovací turbíny ET-792 a vzduchové turbíně VT-400. Během semestru budou postupně v rámci přednášek a cvičení probíraná následující témata: 1. Termodynamické principy parních a plynových turbín (analýza termodynamických cyklů - Rankinův vs. Braytonův, exergie a entropie, porovnání ideálních a reálných cyklů) 2. Analýza proudění v průtočných částech turbín (Eulerova turbínová věta, rozbor dvourozměrného a trojrozměrného proudění, aerodynamika lopatkových mříží) 3. Ztráty v průtočných částech turbín (klasifikace ztrát a zdoje jejich vzniku, přehled vybraných ztrátových modelů, účinnost a ztrátové koeficienty) 4. Zjednodušený návrh turbínového stupně ("meanline" návrh průtočné části turbíny, strategie návrhu lopatkových profilů, rychlostní trojúhelníky, teorie radiální rovnováhy) 5. Turbokompresory (konstrukce radiálních, axiálních kompresorů, charakteristika kompresoru, nestabilní jevy v kompresorech a možnosti ochrany před jejich vznikem) 6. Spalovací komory turbokompresorových motorů (proces spalování, konstrukční řešení spalovacích komor, způsoby spalování, ekologické důsledky spalování) 7. Chlazení teplotně exponovaných částí plynových turbín (metody chlazení, používané materiály)
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška, Cvičení
- Kontaktní výuka
- 65 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 50 hodin za semestr
- Příprava na souhrnný test [6-30]
- 28 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| vysvětlit základní jevy fyziky v oblasti mechaniky tekutin (proudění), termomechaniky a sdílení tepla |
| rozumět matematickému popisu výše zmíněných principů na vysokoškolské úrovni |
| Odborné dovednosti |
|---|
| pracovat alespoň s jedním komerčním programem pro konstrukci a pevnostní kontroly |
| vypočítat základní parametry proudění, termomechaniky a sdílení tepla jak z algebraických rovnic, tak jednoduchých diferenciálních rovnic |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| popsat fyzikální děje spojené s prouděním a s přeměnami energie v parní/plynové turbíně |
| klasifikovat ztráty v průtočné části turbíny a znát způsoby jejich minimalizace |
| popsat jednotlivé konstrukční části parní/plynové turbíny |
| Odborné dovednosti |
|---|
| provádět zjednodušený návrhový výpočet jednotlivých komponent parní/plynové turbíny |
| navrhnout optimální cyklus spalovací turbíny |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i širší veřejnosti vlastní odborné názory, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Individuální prezentace, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
|
Doporučená literatura
|
-
Meinhard Schobeiri. Turbomachinery Flow Physics and Dynamic Performance. USA, 2005. ISBN 3-540-22368-1.
-
Wilson, David Gordon; Korakianitis, Theodosios. The design of high-efficiency turbomachinery and gas turbines. 2nd ed. Upper Saddle River : Prentice-Hall, 1998. ISBN 0-13-312000-7.
-
Zhenping Zou, Songtao Wang, Huoxing Liu, Weihao Zhang. Axial Turbine Aerodynamics for Aero-engines. Springer, 2018.
|