Informační systém Vysoké školy polytechnické Jihlava

Termomechanika

Studijní plán: Aplikované strojírenství - platný od ZS 2020/2021

Předmět	Termomechanika (TM)
Garantuje	Katedra technických studií (KTS)
Garant	doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.
Jazyk	česky
Počet kreditů	5

Prezenční studium
Přednáška	2 h
Cvičení	2 h
Kombinované studium
Tutoriál / přednáška	8 h
Cvičení	6 h

Studijní plán	Typ	Sem.	Kred.	Ukon.
Aplikované strojírenství - kombi, platný od ZS 2020/2021	P	4	5 kr.	Z,ZK
Aplikované strojírenství - kombi, platný od ZS 2022/2023	P	4	5 kr.	Z,ZK
Aplikované strojírenství - platný od ZS 2020/2021	P	4	5 kr.	Z,ZK
Aplikované strojírenství - platný od ZS 2022/2023	P	4	5 kr.	Z,ZK

Sylabus

1. Základní pojmy a definice. Stavové veličiny. Teplo a práce.
2. Fenomenologická termodynamika. První, druhá a třetí hlavní věta termodynamiky pro otevřené a uzavřené soustavy. Tepelné kapacity.
3. Stavová změna a oběh, Carnotův oběh. Základní vratné a nevratné stavové změny.
4. Modely plynů a stavové rovnice, ideální plyn , plyn Van der Waalsův, plyn polodokonalý. Stavové změny ideálního plynu.
5. Vodní pára. Řešení stavových změn ve vodní páře.
6. Oběhy tepelných motorů a strojů. Oběhy chladicích strojů s plyny a parami.
7. Vlhký vzduch. Základní veličiny a jejich měření.
8. Základy sdílení tepla. Mechanismy sdílení tepla. Vedení tepla v tuhých látkách.
9. Sdílení tepla prouděním. Přestup tepla.
10. Teplotní záření. Sdílení tepla zářením.
11. Základy řešení tepelných výměníků.
12. Stlačitelnost tekutiny a její projevy. Základní rovnice proudění stlačitelné tekutiny. Rychlost zvuku a Machovo číslo. Stavové chování stlačitelné tekutiny. Izoentropické proudění.
13. Proudění tryskami a difusory. Kolmá rázová vlna.
14. Ukázka numerických simulací vybraných úloh termomechaniky

Doporučená literatura

PAVELEK, Milan; kolektiv. Termomechanika. Brno: Akademické nakladatelství CERM, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2011, ISBN: 978-80-214-4300-6.
RAČEK, Jiří. Mechanika tekutin a termomechanika, Brno: Novpress, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2009, ISBN: 978-80-214-3881-1.
VÍTĚZ, Tomáš; KOUTNÝ Tomáš; TRÁVNÍČEK, Petr. Tabulky pro termomechaniku a mechaniku tekutin. Brno: Mendelova univerzita v Brně, 2016, ISBN: 978-80-7509-402-5.
JÍCHA, Miroslav. Přenos tepla a látky, Brno: Akademické nakladatelství CERM, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2001, ISBN 80-214-2029-4.
ŠAFAŘÍK, Pavel; VESTFÁLOVÁ, Magda. Termodynamika vlhkého vzduchu, Praha : České vysoké učení technické v Praze, 2016, ISBN: 978-80-01-06020-9.
JAROŠ, Michal; ŠTĚTINA, Josef, Termomechanika - sbírka příkladů, Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2020, ISBN 978-80-214-5885-7.
CENGEL, Yunus A.; Boles, Michael A. Thermodynamics: An Engineering Approach, McGraw-Hill Education, 2014, ISBN 978-0073398174.
Studijní opory v LMS Moodle

Anotace

Předmět Termomechanika předkládá znalosti z vědního oboru termodynamika, sdílení tepla a dynamika plynů. Obsah přednášek je přizpůsoben potřebám pro průmyslovou a strojírenskou praxi. Cílem předmětu je propojení základním pojmů, principů a metod v termomechanice s ostatními matematickými, technickými a fyzikální předměty studia. Důraz je kladen na aplikaci teoretické části předmětu pro potřeby běžné technické praxe.

Znalosti: student zná základní fyzikální principy termodynamiky, sdílení a přenosu tepla, dynamiky plynů a jejich chování a vlastností. Vyzná se principech tepelných strojů a jejcih obězích. Zná použití teoretických a experimentálních metod pro technický návrh, dimenzování a optimalizační úlohy termomechaniky.

Dovednosti: student umí použít získané dovednosti pro návrh, dimenzování, optimalizační úlohy termomechaniky.

Osnova předmětu:

1. Základní pojmy a definice. Stavové veličiny. Teplo a práce.

2. Fenomenologická termodynamika. První, druhá a třetí hlavní věta termodynamiky pro otevřené a uzavřené soustavy. Tepelné capacity.

3. Stavová změna a oběh, Carnotův oběh. Základní vratné a nevratné stavové změny.

4. Modely plynů a stavové rovnice, ideální plyn , plyn Van der Waalsův, plyn polodokonalý. Stavové změny ideálního plynu.

5. Vodní pára. Řešení stavových změn ve vodní páře.

6. Oběhy tepelných motorů a strojů. Oběhy chladicích strojů s plyny a parami.

7. Vlhký vzduch. Základní veličiny a jejich měření.

8. Základy sdílení tepla. Mechanismy sdílení tepla. Vedení tepla v tuhých látkách.

9. Sdílení tepla prouděním. Přestup tepla.

10. Teplotní záření. Sdílení tepla zářením.

11. Základy řešení tepelných výměníků.

12. Stlačitelnost tekutiny a její projevy. Základní rovnice proudění stlačitelné tekutiny. Rychlost zvuku a Machovo číslo. Stavové chování stlačitelné tekutiny. Izoentropické proudění.

13. Proudění tryskami a difusory. Kolmá rázová vlna.

14. Ukázka numerických simulací vybraných úloh termomechaniky

^ nahoru ^