Lectures are focused on understanding basic principles of conversion of energy to heat and work. Both classical and alternative sources of energy are discussed. Different power engineering equipment (steam generator, turbine , condenser, cooling circuit) and overall design of conventinal and nuclear power stations is described and principles of conversion of chemical energy to thermal, mechanical and electrical energy are explained. As a part of conventional power engineering, corrosion control and water treatment is explained. Also, less common electricity generation and cooling processes such as fuel cells, thermocouples (Peltier) and Stirling engines. In seminars, focus is on combustion (heating values, flame temperature, percents of stoichiometric air) and water and steam thermodynamics (thermal and thermodynamic efficency, Mollier diagram).
Last update: Fialová Jana (10.05.2019)
Předmět je zaměřen na pochopení základních principů přeměny energie na teplo a práci. Pozornost je věnována jak klasickým tak alternativním zdrojům energie. Jsou probrána jednotlivá energetická zařízení (kotel, turbína, kondenzátor, chladící okruh) i celkové uspořádání klasické a jaderné elektrárny a vysvětleny principy přeměny chemické energie paliva na tepelnou, mechanickou a elektrickou energii. V rámci klasické energetiky jsou zmíněna protikorozní opatření v energetice a úprava vody pro výrobu páry. Kromě tzv. "velké energetiky" jsou probrány také méně obvyklé procesy výroby elektrické energie a chlazení jakou jsou palivové články, Peltierovy články a Stirlingovy motory. V seminářích se předmět zaměřuje na spalování (výhřevnost a spalné teplo paliv, teplota hoření, koeficient přebytku vzduchu) a termodynamiku vody a vodní páry (termická a termodynamická účinnost, H-S diagram).
Last update: Fialová Jana (10.05.2019)
Aim of the course -
Students will know:
Principles of energy conversion (chemical, nuclear) into heat and work. Basic equipment in conventional and nuclear power engineering, types of steam generators. Thermodynamics of water and steam. Carnot, Rankine and Kalina cycles. Basic principles of water treatment for power engineering and corrosion protection. Environmental impact of power engineering.Alternative methods of conversion of chemical, heat and radiation energy to electrical energy. Principles of low temperature cooling and heat pump applications. Co-generation and tri-generation. Calculations of heat values, flame temperature, air excess coefficient, amount, composition and dew point of flue gas, enthalpy and consumption of steam, consumption of fuel, thermic and thermodynamic efficiency of Rankine cycle. Coefficient of performance of heat pump.
Last update: Fialová Jana (10.05.2019)
Studenti budou umět:
Principy přeměny energie (chemické, jaderné) v teplo a práci. Základní energetická zařízení klasické a jaderné energetiky, rozdělení parních generátorů. Termodynamiku vody a vodní páry. Carnotův, Rankinův a Kalinův cyklus. Základní principy úpravy vody pro energetická zařízení a jejich protikorozní ochrany. Dopady energetiky na životní prostředí. Alternativní metody konverze chemické a tepelné energie a energie záření na energii elektrickou. Principy chlazení na nízké teploty a aplikace tepelných čerpadel. Ko-generaci a tri-generaci. Vypočítat výhřevnost a spalné teplo paliva, teplotu hoření, koeficient přebytku vzduchu, množství, složení a rosný bod spalin, výrobní teplo a spotřebu páry, spotřebu paliva, termickou a termodynamickou účinnost Rankinova cyklu, koeficient účinnosti tepelného čerpadla.
Last update: Fialová Jana (10.05.2019)
Course completion requirements -
Credit based on two credit tests or summary test
Oral exam
Last update: Fialová Jana (10.05.2019)
Zápočet na základě dvou průběžných testů nebo souhrnného testu
Ústní zkouška
Last update: Fialová Jana (10.05.2019)
Literature -
Obligatory:
Breeze, Paul A.. Power generation technologies. Oxford: Newnes, 2005, s. ISBN 0-7506-6313-8.
Mištová, Eva, Macák, Jan, Jelínek, Luděk. Energetika, návody k výpočtům. : VŠCHT Praha, 2016, s. ISBN 978-80-7080-946-4.
Recommended:
S.W. Blume. Electric Power System Basics for the Nonelectrical Professional. : Wiley-IEEE Press, 2016, s. ISBN 978-1119180197.
Last update: Jelínek Luděk (11.09.2024)
Povinná:
Breeze, Paul A.. Power generation technologies. Oxford: Newnes, 2005, s. ISBN 0-7506-6313-8.
Mištová, Eva, Macák, Jan, Jelínek, Luděk. Energetika, návody k výpočtům. : , 2016, s. ISBN 978-80-7080-946-4.
Doporučená:
S.W. Blume. Electric Power System Basics for the Nonelectrical Professional. : Wiley-IEEE Press, 2016, s. ISBN 978-1119180197.
Last update: Jelínek Luděk (11.09.2024)
Syllabus -
1. Energy sources – solar, water and wind
2. Energy sources – fossil fuels and biomass
3. Energy sources – nuclear and geothermal energy
4. Conversion of chemical energy to thermal
5. Phase changes and thermodynamics
6. Steam generation – boilers and steam generators
7. Conversion of thermal energy to mechanical
8. Conversion of mechanical energy to electrical
9. Electrical energy transport, electrical grid
10. Power engineering – district heating, power stations and co-generation
11. Nuclear power stations
12. Ecological impact of power generation
13. Cooling to low temperatures, heat pump
14. Direct conversion to electrical energy
Last update: Fialová Jana (10.05.2019)
1. Zdroje energie – slunce, voda, vítr
2. Zdroje energie – fosilní paliva a biomasa
3. Zdroje energie – jaderná a geotermální energie
4. Přeměna chemické energie na tepelnou
5. Skupenské přeměny a termodynamika
6. Výroba páry – kotle a parogenerátory
7. Přeměna tepelné energie na mechanickou
8. Přeměna mechanické energie na elektrickou
9. Rozvod elektrické energie
10. Energetické zařízení – výtopna, teplárna, elektrárna, kogenerace
11. Jaderná energetika
12. Ekologické dopady energetiky
13. Chlazení na nízké teploty, tepelné čerpadlo, trigenerace
