635-3043/01 – Žárovzdorné konstrukce energetických zařízení (ZKEZ)
| Garantující katedra | Katedra tepelné techniky | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Hana Ovčačíková | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jozef Vlček, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.