635-3043/01 – Žárovzdorné konstrukce energetických zařízení (ZKEZ)

Garantující katedraKatedra tepelné technikyKredity5
Garant předmětuIng. Dalibor Jančar, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Dalibor Jančar, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
JAN57 Ing. Dalibor Jančar, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student bude umět charakterizovat základní zásady použití žárovzdorných a tepelně - izolačních materiálů, charakterizovat vyzdívky konkrétních typů pecí a tepelných zařízení s ohledem na výrobní technologie v nich probíhající a na jejich základě bude schopen návrhu konstrukce vyzdívek pecí a zařízení v metalurgii a strojírenství, sušáren a pecí v keramickém průmyslu, sklářských pecí, pecí v chemickém průmyslu a tepelných zařízení v energetice. Dále se student seznámí s rozborem fázových poměrů v žárovzdorných materiálech, vlivem koroze a mechanickým, chemickým a tepelným namáháním, které bude schopen zahrnout do souboru znalostí při navrhování konstrukce vyzdívky. Předmět taktéž seznamuje s technologiemi zhotovování vyzdívek z tvarových a netvarových materiálů a technologiemi oprav. Na základě těchto znalostí bude student schopen nejenom rozhodnout o celkové skladbě vyzdívky agregátu z hlediska technologického provozu, ale také navrhnout vyzdívku, která bude mít co nejvyšší životnost s ohledem na ekonomický rozpočet daného podniku.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Přehled stavebních a konstrukčních materiálů. Reakce žárovzdorných materiálů s korodienty. Tepelné a statické výpočty konstrukcí. Technologie zhotovování a oprav vyzdívek. Žárovzdorné konstrukce. Vyzdívky pecí při výrobě a zpracování kovů. Vyzdívky pecí v průmyslu keramiky, ve výrobě stavebních materiálů, skla. Vyzdívky pecí a tepelných zařízení v chemickém průmyslu, energetice aj. odvětvích. Uvádění pecí a tepelných zařízení do provozu.

Povinná literatura:

[1] FRÖHLICHOVÁ, M., TATIČ, M. Žiaruvzdorné materiály v čiernej metalurgii. Košice: TU, 2012. ISBN 978-80-553-0906-4. [2] STAROŇ, J., TOMŠŮ, F. Žiaruvzdorné materiály: Výroba, vlastnosti a použitie. Revúca: SLOVMAG, 2000. [3] TICHÝ, O. Tepelná technika pro keramiky. 1. vyd. Praha: Silikátová společnost České republiky, 2004. ISBN 80-02-01570-3. [4] PŘÍHODA, M., RÉDR, M. Sdílení tepla a proudění. 2. vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2008. ISBN 978-80-248-1748-4. [5] IMANAKA, Y. et al. Advanced Ceramic Technologies & Products. Tokyo: Springer, 2012. ISBN 978-4-431-53913-1.

Doporučená literatura:

[1] PŘÍHODA, M., HAŠEK, P. Hutnické pece. 2. vyd. Ostrava: VŠB, 1987. [2] WALKENBACH, J. Microsoft Office Excel 2007: Vzorce a výpočty. 1. vyd. Brno: Computer Press, 2008. ISBN 978-80-251-1765-1. [3] WALKENBACH, J. Microsoft Office Excel 2007: Programování ve VBA. 1. vyd. Brno: Computer Press, 2008. ISBN 978-80-251-2011-8.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Písemný test a ústní zkouška.

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou další požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Teoretická část • Výrobně technologické požadavky na vyzdívky pecí a tepelných zařízení. • Zásady použití žárovzdorných materiálů – rozhodovací hlediska návrhu vyzdívky. • Rozbor spotřeb žárovzdorných materiálů v různých průmyslových odvětvích (metalurgie železných a neželezných kovů, chemický průmysl, výroba skla, výroba stavebních materiálů a hmot). • Základní žárovzdorné materiály pro stavbu pecí a jejich vlastnosti – tvarová a netvarová staviva, tepelně izolační materiály. • Vliv izolace ve vyzdívce, základní tepelně technické vlastnosti žárovzdorných materiálů (tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita, viskozita, hustota, objemová hmotnost). • Povrchové podmínky – Výpočet celkového součinitele přestupu tepla na vnější straně vyzdívky – využití kriteriálních rovnic a rovnic pro přestup tepla zářením. • Tepelná práce vyzdívek – Řešení teplotního pole vyzdívky v časově ustáleném a neustáleném stavu, ohřev jednostranný, ohřev v celém objemu, ohřev nepřetržitý a cyklický, 1. a 2. Fourierův zákon, počáteční a povrchové podmínky. • Řešení jednosměrného nestacionárního teplotního pole v nekonečné desce a nekonečném válci pro různé okrajové podmínky (q = konst.;tpr = konst; tpov = konst.; tpov = f (času); tpr = f (času) atd.). • Vliv koroze na vyzdívku a opatření na její zabránění – studium vzájemného působení strusky a žárovzdorného materiálu (aplikace ternárních diagramů), chlazení vyzdívek. • Technologie zhotovování vyzdívek. Vyzdívky z hutných tvarových materiálů, z netvarových staviv, lehčených a vláknitých materiálů. Žáromonolity. Kotvení a zavěšování vyzdívek. • Konstrukce vyzdívek pecí v energetice. • Konstrukce vyzdívek jednotlivých metalurgických agregátů (VP, ohřívače větru, mísiče surového železa, konvertor, tandemová pec, EOP, elektrické indukční pece, atd.). • Konstrukce vyzdívek v sekundární metalurgii (licí pánve, mezipánve + stínící a ponorné trubice, zařízení pro vakuování oceli atd.). • Konstrukce vyzdívek pecí v keramickém a sklářském (sušárny hmot, komorové pece, tunelové pece, šachtové a rotační pece pro výpal surovin, sklářské tavící pece). • Opravy vyzdívek – Technologie oprav vyzdívek „za studena“ a za „za horka“ (torkretování, shotkretování, slag splashing, slag coating, aj.), způsoby zvyšování životnosti vyzdívek pecí a tepelných zařízení. Praktická část • Statistická analýza vícerozměrných dat, lineární a polynomická regrese – využití metody nejmenších čtverců pro aproximaci dané závislosti. • Rozšířené využití vestavěných funkcí MS Excel – f-ce KDYŽ, VYHLEDAT, INDEX, POZVYHLEDAT, BESSELJ • Povrchové podmínky – Výpočet celkového součinitele přestupu tepla na vnější straně vyzdívky – využití kriteriálních rovnic a rovnic pro přestup tepla zářením. • Řešení teplotního pole vyzdívek – Stacionární teplotní pole jednorozměrné (stěna rovinná, válcová, sférická). Využití iterační metody. • Energetické bilance – výpočet entalpie vyzdívky. • Řešení jednosměrného nestacionárního teplotního pole v nekonečné desce pro různé okrajové podmínky (q = konst.; tpr = konst; tpov = konst.; tpov = f (času); tpr = f (času) atd.). • Řešení jednosměrného nestacionárního teplotního pole v nekonečném válci pro různé okrajové podmínky (q = konst.; tpr = konst; tpov = konst.; tpov = f (času); tpr = f (času) atd.). • Postup výpočtu transcendentních rovnic (graficky, numericky), Besselovy funkce. • Řešení nestacionárního teplotního pole pro 3D tvary (kvádr, hranol, válec). • Numerické metody (metoda konečných diferencí). • Využití maker v MS Excel – zobrazení karty vývojář, tvorba maker, využití ovládacích prvků. • Základy programování ve VBA – procedury Sub a Function, deklarace proměnných, tvorba vlastních vzorců, tvorba uživatelských formulářů. • Exkurze vysoká pec

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  20
        Zkouška Zkouška 70  31 3
Rozsah povinné účasti: doporučená

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2022/2023 (N0713A070004) Tepelně energetické inženýrství KMR P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (N0713A070004) Tepelně energetické inženýrství KMR K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (N0713A070004) Tepelně energetické inženýrství KMR P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2021/2022 (N0713A070004) Tepelně energetické inženýrství KMR K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (N0713A070004) Tepelně energetické inženýrství KMR K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2020/2021 (N0713A070004) Tepelně energetické inženýrství KMR P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (N0713A070004) Tepelně energetické inženýrství KMR P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (N0713A070004) Tepelně energetické inženýrství KMR K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.