635-3001/01 – Průmyslové pece (PR_PECE)

Garantující katedraKatedra tepelné technikyKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
KLE30 doc. Ing. Zuzana Klečková, CSc.
MAH46 doc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student bude schopen orientovat se v oblasti přenosu tepla, termomechaniky a hydromechaniky, jež jsou základem pro technologické zásady ohřevu materiálů, režimy a návrhy ohřevu materiálu, základní výpočty doby ohřevu. Student se seznámí s různými topnými systémy používanými v průmyslových pecích. Naučí se orientovat v žáruvzdorných vyzdívkách pecí, ve výměnících tepla, v měření teplot, tlaku, průtoku médií, v analýze spalinových složek. Student získá ucelený přehled průmyslových pecí, jejich využití, konstrukce.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět je zaměřen na pochopení základních termomechanických principů a základů přenosu tepla, hydromechaniku. Věnuje se rovněž termofyzikálním vlastnostem materiálů v kontextu jejich ohřevu/ochlazování. Jsou popsány základy sdílení tepla v pracovním prostoru pece, způsoby ohřevu materiálu, doby výpočtu ohřevu materiálů, ohřev v řízených atmosférách, rychloohřev. Rovněž je uveden přehled vyzdívek pecí, výměníků tepla a způsoby měření základních veličin v pecích. Popis různých typů pecí je uveden s konstrukčními parametry. Praktická ukázka ohřevu a ochlazování materiálů je doplněna numerickou simulací s vyhodnocením.

Povinná literatura:

1. MACHÁČKOVÁ, A., MRŇKOVÁ, L. Průmyslové pece. [CD-ROM]. 1. vyd. Ostrava, 2013. 120 s. 2. LUKÁČ, Ladislav Hutnické pece. 1. vyd. Košice : Vysoká škola technická v Košiciach, 1989. 291 s. ISBN 80-7099-038-4. 3. PŘÍHODA, M., HAŠEK, P. Hutnické pece. 2.vyd. Ostrava : Vysoká škola báňská Ostrava, 1987. 384 s. ISBN nemá. 4. TRINKS, W., at al. Industrial Furnaces. 6. vyd. Wiley-Interscience, 2003. 496 s. ISBN: 978-0471387060.

Doporučená literatura:

1. KREMER, R., OBROUČKA, K. Ohřev kovů. 1. vyd. Praha : SNTL, 1974. 422 s. ISBN nemá. 2. NUTIL, J., ĆECH, V. Měření v hutním průmyslu. 1. vyd. Praha : SNTL, 2012. 316 s. ISBN namá.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou žádné další požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Stručný přehled termomechaniky – základní zákony a vztahy. Sdílení tepla – základní rovnice a vztahy pro stacionární a nestacionární vedení tepla, sálání a konvekci. Kombinovaný přestup tepla. Hydromechanika – statika a dynamika – nejčastěji používané vztahy v proudění tekutin. 2. Termofyzikální vlastnosti materiálů. Součinitel tepelné vodivosti, měrná tepelná kapacita, hustota, součinitel teplotní vodivosti, viskozita. Entalpie. Emisivita. Spalné teplo, výhřevnost. 3. Sdílení tepla v pracovním prostoru pece – vnější a vnitřní přestup tepla. Konvekční a sálavý tepelný tok. Biotovo kritérium. Transport tepla v nepohyblivé a pohyblivé vrstvě. Tavení materiálů. 4. Způsoby ohřevu materiálů. Ohřevy tenkých těles. Ohřevy tlustých těles. Výpočty doby ohřevu. Režim ohřevu kovů. Empirické vztahy pro určení doby a rychlosti ohřevu. 5. Technologické zásady ohřevu materiálu. Tepelná pnutí. Vliv doby a teploty ohřevu na vznik okují a opalu. Ohřev v ochranných atmosférách, řízené atmosféry. Rychloohřev. 6. Topné systémy v pecích. Odporový ohřev – přímý a nepřímý. Elektrický oblouk. Indukční ohřev. Plazmový ohřev. Elektronový ohřev. Dielektrické teplo. Mikrovlnný ohřev. Infračervený ohřev. Laserový ohřev. Hořáky. 7. Přehled žáruvzdorných materiálů určených pro pecní systémy. Rozdělení, vlastnosti, použití. 8. Přehled výměníků tepla nejčastěji používaných v průmyslových systémech. Typy výměníků tepla. Využití rekuperátorů a regenerátorů. Základní početní vztahy. 9. Měření teploty a tlaku v pecních a potrubních systémech. Měření průtoku. Přehled základních čidel. Analyzátory plynů spalinových složek. 10. Průmyslové pece. Rozdělení pecí dle technologického určení, dle zdroje tepla, dle pracovního prostoru. Výkonnost a účinnost pece. Tavicí pece – vysoká pec, kuplovna, konvertor. Obloukové pece elektrické. 11. Průmyslové pece – indukční pece s a bez železného jádra. Elektronové pece. Plazmové pece. Ohřívací pece – hlubinné, komorové, strkací, krokové, karuselové. Pece pro tepelné zpracování – průběžné a poklopové pece. Pece s mikrovlnným a dielektrickým ohřevem. 12. Praktická ukázka ohřevu a ochlazování materiálu v muflové peci. Snímání teplot. Použití ochranné atmosféry. Zpracování dat. 13. Numerická simulace ohřevu a ochlazování materiálu s využitím moderních softwarů. Příprava simulace, provedení a vyhodnocení.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2014/2015 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 25  20
        Zkouška Zkouška 75  31
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T038) Moderní metalurgické technologie K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N2109) Metalurgické inženýrství (2109T039) Tepelná technika a keramické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku