619-0805/01 – Energetické využití paliv (EVP)
| Garantující katedra | Katedra fyzikální chemie a teorie technologických procesů | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Pavel Noskievič, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Pavel Noskievič, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2005/2006 | Rok zrušení | 2014/2015 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
- sledovat mechanismus a kinetiku hoření paliv - rozdělení a složení paliv, produkty
hoření, fyzikální a chemická charakteristika plamene
- aplikovat termodynamické a kinetické veličiny za účelem minimalizace vzniku
škodlivin při spalování
- popsat strojní zařízení pro spalování paliv - základní charakteristiky, přednosti,
nedostatky a vývoj
- aplikovat získané teoretické poznatky na teoretických cvičeních
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět je vyučován ve spolupráci s katedrou energetiky 361, z 50%.
Fyzikálně chemické procesy při spalování průmyslových paliv. Strojní zařízení
pro zpracování a využití.
Povinná literatura:
[1] Kalousek, J. Základy fyzikální chemie hoření, výbuchu a hašení, ES VŠB-TU,
Ostrava 1996.
[2] Rédr, M., Příhoda, M. Základy tepelné techniky, SNTL Praha 1991.
[3] Hašek, P., Klečková, Z. Energetika v metalurgii, cvičení, skriptum VŠB-TU,
Ostrava 1993.
[4] Blahož, V., Lapčík, V. Návody do cvičení z termomechaniky, skriptum VŠB-TU,
Ostrava 1989.
[5] Panáček, F. Energetika, sbírka příkladů, skriptum VŠCHT, Praha 1990.
[6] Bartovská, L., Bureš, M., Chuchvalec, P. Sbírka příkladů z fyzikální
chemie, VŠCHT, Praha 1996.
[7] Noskievič,P., Kaminský,J.: Využití energetických zdrojů, VŠB-TU Ostrava,
1996.
[8] Noskievič,P.: Spalování uhlí, VŠB-TU Ostrava, 1993.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Podmínky pro udělení zápočtu:
- účast na cvičeních min.79% (max. 3 omluvené neúčasti)
- účast na cvičení menší než 79% poskytuje možnost neudělení zápočtu
- úspěšné absolvování samostatné výpočtové písemky – max. 20 bodů
- oprava písemky – lze opravit maximálně jednu písemku maximálně
jedenkrát.
Bodové hodnocení zápočtu:
- zápočet min. bodů 10
- zápočet max. bodů 20
V celkovém zisku bodového ohodnocení zápočtu musí být obsaženo nenulové
hodnocení všech výpočtových písemek
Bodové hodnocení zkoušky:
- ústní zkouška – max. 80 bodů
Bodové hodnocení předmětu se získá součtem bodů za cvičení a za absolvování
zkoušky. Výsledná klasifikace je dána podmínkami ve Studijním a zkušebním řádu
VŠB TUO.
E-learning
Další požadavky na studenta
Další požadavky nejsou definovány.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
PŘEDNÁŠKY
1. Termodynamika. Opakování první a druhé věty termodynamické, plyny, tepelné
kapacity, entalpie, vnitřní energie, termochemické zákony, výpočet reakčních a
spalných tepel, empirické vztahy pro odhad spalných tepel, závislost reakčního
tepla na teplotě (Kirchhoffovy rovnice), výpočet teoretické (maximálně
dosažitelné) reakční teploty.
2. Paliva. Plynná, kapalná a tuhá paliva, jejich rozdělení, vlastnosti a
složení, spalování paliv, množství kyslíku a vzduchu potřebné pro spalování,
koeficient přebytku vzduchu pro různá paliva, množství suchých a mokrých
spalin, jejich výpočet.
3. Rovnovážné složení produktů hoření. Přehled metod výpočtu rovnovážného
složení z rovnovážných konstant, určení rovnovážného složení pomocí
disociačního stupně. Vliv tlaku, teploty, inertních složek a koncentrace
reagujících látek na rovnováhu.
4. Plamen a hoření. Teplota adiabatického a chlazeného plamene, metody výpočtu.
Fyzikální a chemická charakteristika plamene, sálání plamene. Plamen
kinetický, difúzní, laminární, turbulentní. Stabilizovaný plamen.
5. Kinetika hoření paliv. Mechanismus a kinetika hoření tuhých, kapalných a
plynných paliv. Homogenní kinetika hoření v plynné fázi. Vliv tlaku na rychlost
reakcí, vliv složení reakční směsi na reakční rychlost při stálém tlaku.
6. Heterogenní hoření. Vypařování čistých složek a vypařování z roztoků.
Difúzní jevy. Heterogenní hoření tuhých paliv. Adsorpční jevy.
7. Reakční mechanismy. Kinetika řetězových reakcí. Kinetika tepelných reakcí.
Samovznícení a samozapálení. Tepelný a teplotní režim hoření. Teplota
uhasínání. Nestabilní jevy hoření. Možnost explozivních přeměn.
8. Fosilní paliva. Charakteristika fosilních paliv. Bilance zásob. Racionální
využití paliv.
9. Palivové hospodářství. Paliva a jejich vlastnosti. Spalování paliv. Účinnost
spalování.
10. Tvorba škodlivin při spalování. Možnosti minimalizace.
11. Moderní spalovací systémy. Spalování tuhých paliv. Principy spalování.
12. Spalování kapalných a plynných paliv. Principy spalování. Racionální
využití paliv.
13. Nové energetické zdroje. Spalování biomasy a odpadů. Palivové články.
Výpočtová cvičení
1. Spalné teplo a výhřevnost. Výpočet reakčního tepla spalovací reakce při dané
teplotě na základě Hessova zákona a Kirchhoffových rovnic. Výpočet spalného
tepla a výhřevnosti pomocí Dulongova a Mendělejevova vzorce.
2. Tepelná bilance. Využití znalosti výhřevnosti paliva pro jednoduchou
tepelnou bilanci ohřevu látky.
3. Hoření tuhých paliv. Teoretické množství kyslíku potřebné pro spalování.
Materiálová bilance spalování paliva pomocí stechiometrických výpočtů.
4. Hoření kapalných paliv. Výpočet teoretického a skutečného množství
spalovacího vzduchu. Určení množství a složení suchých a vlhkých spalin.
5. Hoření plynných paliv. Výpočet teoretického a skutečného množství
spalovacího vzduchu, určení množství a složení suchých a vlhkých spalin.
Spalovací rovnice.
6. Rovnovážné složení produktů hoření. Výpočet rovnovážné konstanty. Určení
rovnovážného složení produktů hoření pomocí disociačního stupně.
7. Plamen a hoření. Obecná entalpická bilance. Teplota adiabatického a
chlazeného plamene.
8. Homogenní kinetika hoření. Kinetické rovnice pro jednoduché elementární
reakce 1. a 2. řádu. Závislost koncentrace výchozích látek a produktů na čase.
9. Kinetické rovnice vyšších řádů. Odvození integrovaných tvarů kinetických
rovnic. Závislost reakční rychlosti na teplotě.
10. Výpočtový test.
11.-12. Exkurze
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.