Sadržaj predmeta

Turbostrojevi

Šifra:

19424

Kratica:

TURBST

Visoko učilište:

Fakultet strojarstva i brodogradnje

ECTS bodovi:

4.0

Opterećenje:

30(V) + 30(P)

Nositelji:

prof. dr. sc. Željko Tuković

Izvođači:

prof. dr. sc. Željko Tuković (V, P)

Opis predmeta:

Ciljevi predmeta: Upoznavanje studenata s osnovama energetske pretvorbe u turbostrojevima, njihovim strujnim i radnim karakteristikama kao podloga za uspješnu ugradnju u sustave u kojima se koristi turbostroj, u ovom slučaju motor s unutarnjim izgaranjem. Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije koje su potrebne za predmet: Obaveze studenata: Redovito pohađanje predavanja, redovito i aktivno odrađivanje vježbi. Ocjenjivanje i vrednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu: Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje izlaznih znanja, vještina i kompetencija: Nakon uspješno savladanog kolegija student će moći (ishodi učenja): razlikovati vrste turbostrojeva s obzirom na smjer pretvorbe energije, vrstu radnog fluida i smjer strujanja u rotoru primijeniti bezdimenzionalne značajke u transformaciji radnih karakteristika trubostrojeva primijeniti Eulerovu jednadžbu na različite vrste turbostrojeva izračunati iskoristivost hidrauličkog i toplinskog turbostroja analizirati proces pretvorbe energije u stupnju različitih vrsta turbostrojeva proračunati i dimenzionirati osnovne elemente turbostrojeva odabrati pumpu i ventilator za zadano postrojenje Predavanja 1. Uvodne napomene i podjele turbostrojeva obzirom na različite kriterije. 2. Jednad be termodinamike i mehanike fluida. Jednad ba turbostroja za stlačivi i nestlačivi fluid. 3. Tipovi re etki turbostrojeva. Geometrijske karakteristike re etki. Sile na profil u re etki. Gubici i iskoristivost re etke. 4. Stupanj turbostroja: aksijalni i radijalni, za stlačivi i nestlačivi fluid. 5. Centrifugalna pumpa. Osnovni pojmovi. Brzohodnost. Snaga pumpe, gubici i iskoristivost. 6. Centrifugalno turbopuhalo i kompresor. Geometrijske karakteristike stupnja. Oblik lopatica. Trokuti brzina. Teoretska snaga dovedena impeleru. Reaktivnost. Bezlopatični i lopatični difuzor. Stvarna snaga dovedena impeleru, gubici i unutarnja (izentropska) iskoristivost stupnja. Koeficijent protoka i opterećenja stupnja. 7. Radijalna i centripetalna turbina. Termodinamika i aerodinamika stupnja. Snaga, gubici i iskoristivost na obodu kola. Reaktivnost. Koeficijent brzohodnosti. 8. Aksijalni ventilator. Tlak, snaga i iskoristivost ventilatora. Bezdimenzijske karakteristike ventilatora. Trokuti brzina, koeficijent otpora i uzgona, gubici. 9. Aksijalna turbina i kompresor. Princip djelovanja, ustrojstvo i klasifikacija. Geometrijske karakteristike stupnja. Sile radnog fluida na rotorske lopatice. Reaktivnost. Gubici i iskoristivosti. OdreÄ"ivanje visine lopatica. Stupnjevi s relativno visokim lopaticama. HlaÄ"enje kod plinskih turbina. Regulacija i za tita. Koeficijent protoka i opterećenja kompresorskog stupnja. 10. Turbostroj s vi e stupnjeva. Ograničenja na radne karakteristike turbostroja s jednim stupnjem. Potreba za vi estupnim turbostrojem. Politropska iskoristivost. Veza izmeÄ"u politropske i unutarnje (izentropske) iskoristivosti. Koeficijent povrata topline. 11. Radne karakteristike turbostrojeva: snimanje radnih karakteristika, radna točka turbostroja i instalacije, promjena radne točke. Granični radni uvjeti turbostroja (pumpanje, rotirajući prekid strujanja, itd.). 12. Ciklusi plinskih turbina: osnovni, s meÄ"uhlaÄ"enjem, meÄ"uizgaranjem i izmjenjivačem topline. Komora izgaranja: vrste, organizacija procesa izgaranja i osnove termodinamičkog proračuna. 13. Plinska turbina za pogon zrakoplova: mlazni, turboventilatorski i turbopropelerni motor. 14. Ispitivanje turbostrojeva: ispitni standardi, mjerne stanice (instalacije), mjerne metode, pohrana i obrada mjernih podataka. 15. Osnovne konstrukcije turbostrojeva. Osnovni elementi. Tehnologija izradbe i materijali. Vježbe 1. Upoznavanje s vrstama turbostrojeva koji će biti izučavani preko slika dijapozitiva. 2. Numerički primjeri vezani uz jednad bu turbostrojeva. 3. Primjeri definiranja dvodimenzionalne re etke turbostroja koristeći poznata aeroprofile, proračun sila, gubitaka i iskoristivosti. 4. Primjeri izračunavanja osnovni geometrijskih i strujni parametara aksijalnog i radijalnog stupnja, kako za nestlačivi tako i stlačivi radni fluid. 5. Proračun osnovnih hidrodinamičkih i geometrijskih karakteristika centrifugalne pumpe: trokuti brzina, sile na lopatice, gubici, snaga, iskoristivost, visina lopatica, itd. 6. Proračun osnovnih termo i aerodinamičkih karakteristika centrifugalnog kompresora i puhala: trokuti brzina, reaktivnost, sile na lopatice, rad, gubici, iskoristivost, visine lopatica, itd. 7. Proračun osnovnih termo i aerodinamičkih karakteristika radijalnog turbinskog stupnja: trokuti brzina, reaktivnost, sile na lopatice, rad, gubici, iskoristivost, visine lopatica, itd. 8. Proračun osnovnih termo i aerodinamičkih karakteristika aksijalnog ventilatora: trokuti brzina, reaktivnost, sile na lopatice, rad, gubici, iskoristivost, visine lopatica, itd. 9. Proračun osnovnih termo i aerodinamičkih karakteristika stupnja aksijalne turbine i kompresora. 10. Proračun unutarnje (izentropske) iskoristivosti na temelju politropske. Proračun koeficijenta povrata topline vi estupne parne turbine. 11. Prikaz rezultata snimanja radne karakteristike jednog od izučavanih turbostrojeva. OdreÄ"ivanje radne točke turbostroja i instalacije (sustava). 12. Termodinamički proračun plinsko turbinskih ciklusa.Termodinamički proračun komore izgaranja. 13. Termodinamički proračun idealnih i stvarnih ciklusa te osnovnih karakteristika zrakoplovnih motora. 14. Prikaz ispitne instalacije i rezultata ispitivanja (mjerenja) prototipa jednog od izučavanih turbostrojeva. 15. Prikaz konstrukcija i osnovnih elemenata izučavanih turbostrojeva preko dijapozitiva slika različitih proizvoÄ"ača.

Jezici izvođenja nastave:

Hrvatski

Obavezna literatura:

1. Peng, W. W. Fundamentals of turbomachinery, Wiley, 2008.

2. - Dixon, S.L., Hall, C. A. Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery, Butterworth-Heinemann, 2010.

Predmet u nastavnom programu:

Šifra studija	Naziv studija	Razina studija	Semestar izvođenja	Obavezni/Izborni
30	Brodostrojarski	diplomski	2	izborni
32	Inženjerstvo materijala	diplomski	2	izborni
33	Inženjersko modeliranje i računalne simulacije	diplomski	2	izborni
34	Mehatronika i robotika	diplomski	2	izborni
36	Proizvodno inženjerstvo	diplomski	2	izborni
38	Industrijsko inženjerstvo i menadžment	diplomski	2	izborni
251	Dizajn medicinskih konstrukcija	diplomski	2	izborni
253	Konstruiranje i razvoj proizvoda	diplomski	2	izborni
254	Mehanizmi i roboti	diplomski	2	izborni
255	Motori i vozila	diplomski	2	izborni
271	Energetika	diplomski	2	izborni
272	Termotehnika i procesna tehnika	diplomski	2	izborni
32	Inženjerstvo materijala	diplomski	4	izborni
34	Mehatronika i robotika	diplomski	4	izborni
253	Konstruiranje i razvoj proizvoda	diplomski	4	izborni
16	Inženjersko modeliranje i računalne simulacije	prijediplomski	6	izborni
20	Brodostrojarski	prijediplomski	6	izborni
21	Industrijsko inženjerstvo i menadžment	prijediplomski	6	izborni
22	Inženjerstvo materijala	prijediplomski	6	izborni
23	Mehatronika i robotika	prijediplomski	6	izborni
151	Dizajn medicinskih konstrukcija	prijediplomski	6	izborni
153	Konstruiranje i razvoj proizvoda	prijediplomski	6	izborni
154	Mehanizmi i roboti	prijediplomski	6	izborni
155	Motori i vozila	prijediplomski	6	izborni
172	Procesna tehnika	prijediplomski	6	izborni
173	Termotehnika	prijediplomski	6	izborni
181	Automatika u proizvodnji	prijediplomski	6	izborni
182	Osiguranje kvalitete	prijediplomski	6	izborni
183	Obradni sustavi	prijediplomski	6	izborni
184	Preradba i montaža	prijediplomski	6	izborni
185	Zavarene konstrukcije	prijediplomski	6	izborni
1137	Računalno inženjerstvo	prijediplomski	6	izborni

* predmet se ne predaje u tom semestru

Legenda

P - Predavanja

V - Vježbe