Tepelné procesy a výměníky tepla (2181117)
Katedra:ústav procesní a zpracov. techniky (12118)
Zkratka:TPVTSchválen:11.06.2019
Platí do: ??Rozsah:3P+2L
Semestr:Kredity:5
Zakončení:ZKJazyk výuky:CS
Anotace
Teoretické základy termodynamických a hydrodynamických výpočtů výměníků tepla a jejich konstrukce. Termodynamické výpočty a konstrukce odparek a sušáren. Tepelné zpracování potravinářských látek a nekonvenční metody ohřevu (přímý ohmický ohřev a ohřev mikrovlnný). S principem jednotlivých procesů a stanovováním procesních charakteristik zařízení se studenti seznámí v rámci laboratorních cvičení v poloprovozní laboratoři ústavu.
Osnova
1. Výměníky tepla. Rozdělení a jejich konstrukční uspořádání. Standard TEMA.
2. Tepelné a hydrodynamické výpočty výměníků tepla. Látková, entalpická a exergetická bilance, přestup tepla a tlaková ztráta ve výměníku tepla. Návrhový a kontrolní výpočet výměníku tepla – metoda LMTD, termické účinnosti a Roetzel-Spang (Heat Atlas).
3. Metody řešení diferenciálních rovnic teplotních profilů v trubkových a kompaktních výměnících tepla (Luo, Li, Roetzel). Zonální metoda.
4. Součinitel prostupu tepla. Součinitelé přestupu tepla a tlakové ztráty v deskovém výměníku tepla a trubkovém výměníku tepla (Martin, Bell-Delaware).
5. Fouling ve výměnících tepla. Intenzifikace přenosu tepla (úpravy geometrie teplosměnného povrchu, vířiče, nanočástice).
6. Kompaktní výměníky tepla. Žebrované výměníky tepla. Vliv žebrování.
7. Optimalizace výměníků tepla a jejich sítí (EGM, PINCH)
8. Experimentální měření přestupu tepla a tlakové ztráty výměníku tepla a vytvoření matematického modelu. Experimentální metody měření součinitele přestupu tepla.
9. Přestup tepla při objemovém i konvektivním varu (Chen) a kondenzaci (Nusselt). Ohřev a chlazení vsádek.
10. Odpařování a konstrukce odpařovacích aparátů. Zvýšení bodu varu. Jedno a vícestupňové odpařovací stanice. Metody využití brýdových par (termokomprese, mechanická komprese, tepelné čerpadlo).
11. Sušení a sušící aparáty. Kontaktní, konvektivní a rozprašovací sušení. Sušení v jedno a vícestupňových aparátech. Charakteristiky sušícího prostředí a sušené látky (diagram vlhkého vzduchu, sorpční izotermy).
12. Látkové a energetické bilance sušícího procesu. Matematické modely první a druhé fáze sušení. Modely rozprašování a sušení kapek.
13. Tepelné zpracování potravinářských látek. Nekonvenční metody ohřevu (přímý ohmický ohřev, mikrovlnný ohřev).
Osnova cvičení
Literatura
* Šesták, J. Žitný, R.: Tepelné pochody II, vydavatelství ČVUT (1997)
* Serth, R. W.: Process heat transfer: principles and applications, Elsevier Academic Press (2007)
* VDI Heat Atlas, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (2010)
* Standards of the Tubular Exchangers Manufacturers Association, TEMA, New York (2007)
* Elektronické zdroje (ScienceDirect, IOP, SpringerLink, Wiley Online Library)
Požadavky
Klíčová slova
data online/KOS/FS :: [Helpdesk] (hlášení problémů) :: - datum tisku: 13.11.2019, 20:25 © 2011-2017 [CPS] v3.7 (master/180e4e5a/2019-10-09/02:51)