635-3001/01 – Průmyslové pece (PR_PECE)
Garantující katedra | Katedra tepelné techniky | Kredity | 6 |
Garant předmětu | Ing. Mario Machů, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Adéla Macháčková, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky