Katedra za toplotno tehniko
PREDSTOJNIK KATEDRE
Prof. dr. Borut Kosec
Tel: 01 2000 410
E-mail: borut.kosec@ntf.uni-lj.si
ČLANI KATEDRE
Doc. dr. Blaž Karpe
Tel: 01 2000 413
E-mail: blaz.karpe@ntf.uni-lj.si
Asist. Lovro Cigić, mag. inž. metal. in mater.
Tel: 01 2000 415
E-mail: lovro.cigic@ntf.uni-lj.si
Teh. sod. Sandra Perič, dipl. inž. metal.
Tel: 01 2000 416
E-mail: sandra.peric@ntf.uni-lj.si
Predstavitev katedre
Katedra za toplotno tehniko se ukvarja z raziskovalnim, pedagoškim in strokovnim delom na področju prenosa toplote in snovi, merjenja toplotnih lastnosti materialov, analize goriv, spremljanja emisij ter razvoja naprednih materialov za energetsko učinkovite tehnologije. Obravnava toplotnotehnične inženirske probleme, povezane z optimizacijo industrijskih procesov, kakovostjo ogrevanja in ohlajanja, učinkovito rabo energije ter varovanjem okolja. Poseben poudarek je namenjen procesom pri povišanih in visokih temperaturah, laboratorijsko delo pa vključuje meritve in regulacijo temperature, preiskave trdnih, tekočih in plinastih goriv ter sodelovanje z industrijskimi partnerji.
Raziskovalna dejavnost
O raznovrstnosti in obsegu raziskav, ki so bile izvedene v okviru katedre, priča preko 300 poročil in številne predstavitve v obliki predavanj, posterjev in znanstvenih člankov na domačih in tujih kongresih. Katedra se je uveljavila pri diagnosticiranju stanja obratovanja industrijskih peči ter merilne in regulacijske tehnike in s svojimi ekspertizami prispevala k energijsko racionalnejšemu in bolj ekološkemu obratovanju ter večji kakovosti proizvodov. V okviru metrologije so bile izvedene ekspertne meritve na pečeh tudi za tako zahtevne naročnike, kot sta Germanischer Lloyd in Lloyd’s Register. Veliko izkušenj je bilo pridobljenih z meritvami emisij iz metalurških obratov, kar je po sprejetju zakona o varstvu zraka pomembno pripomoglo k zagotavljanju skladnosti z zakonodajo in zmanjševanju okoljskega vpliva.
Na katedri smo uspešno uporabili metodo za razvoj in testiranje modelov ogrevanja jekel, ki omogoča simulacijo procesov v realnem času. V ta namen smo vzpostavili sistem za avtomatski zajem signalov iz merilnih pretvornikov, ki prek serijske komunikacije prenaša podatke na osebni računalnik, kjer jih simulacijski program v realnem času obdeluje in uporablja v procesnem modelu za izračun ter prikaz sicer nemerljivih veličin v industrijskih razmerah. Sistem smo implementirali v podjetju ACRONI d. o. o., kjer smo ob posodobitvi regulacije potisne peči s programirljivim logičnim krmilnikom prilagodili zajem podatkov prek Ethernet omrežja med PLC in proizvodnim računalnikom.
Aktualna raziskovalna področja
Trenutne raziskave na katedri so usmerjene v razvoj in optimizacijo elastokaloričnih zlitin za napredne, energetsko učinkovite tehnologije hlajenja in ogrevanja. Poleg tega raziskovalno delo vključuje določanje toplotnih lastnosti tekočin, predvsem kalilnih olj, motornih olj in tekočih goriv.
Laboratorij za meritve
V laboratoriju se izvajajo vaje in raziskovalno delo s poudarkom na merjenju toplotnih lastnosti materialov, temperaturnih sprememb, in-situ meritve električne upornosti ter analiza emisij delcev. Študenti pridobivajo praktične izkušnje z merjenjem temperature, pretoka in tlaka, pri čemer uporabljajo termoelemente, optične pirometre, rotametre in plinske ure. Prav tako se učijo postopkov umerjanja merilnih instrumentov ter interpretacije zajetih merilnih podatkov.
Oprema
- Instrument za analizo toplotnih lastnosti Hot Disk TPS 2200
- Večkanalni sistem za zajemanje signalov Agilent 34970A
- Temperaturna tipala (TC, RTD, NTC, PTC)
- Osebni vzorčevalnik emisij delcev prahu SKC Limited
- Analizator dimnih plinov SIGMA (O2, CO2, CO, NOx …)
- Sevalni pirometer
- Analitska tehtnica KERN ABJ (ločljivost 0,1 mg)
- Ročni stroj za hladno valjanje Durston
- Spajkalna postaja Weller WE1010
- Aparat za varjenje termoelementov in finih žic, model L60+
-
- Hot Disk TPS 2200
-
- Agilent 34970A
-
- Osebni vzorčevalnik SKC
Laboratorij za goriva
Laboratorij je namenjen raziskovalnemu delu na področju lastnosti goriv, zgorevanja in učinkovite rabe energije. Prav tako se izvaja analiza sestave dimnih plinov nastalih pri zgorevalnih procesih. Študenti se pri vajah seznanijo z določanjem zgorevalne toplote trdnih in tekočih goriv, izvajajo imediatno analizo ter merijo fizikalne lastnosti tekočih goriv, kot so viskoznost, gostota, plamenišče in vnetišče.
Oprema
- Bombni kalorimeter IKA 200 C
- Höpplerjev viskozimeter Thermo Scientific HAAKE tip C
- Grelni in hladilni obtočni termostat VEVOR DC-2006
- Englerjev viskozimeter
- Analizator vlage GOYOJO GS110A
- Mohrova tehtnica
- Piknometri, areometri
- Preizkuševalnik plamenišča po Pensky-Martensu
- Preizkuševalnik plamenišča po Marcussonu
Peči
- Vakuumska cevna peč BR-14ST (T ≤ 1400 °C)
- Komorne peči (T ≤ 1200 °C)
- Vertikalna ovalna peč (T ≤ 1100 °C)
-
- Kalorimeter IKA 200 C
-
- Cevna peč BR-14ST
-
- Höpllerjev viskozimeter HAAKE C
Računalniški laboratorij
Laboratorij omogoča simulacijo in numerične analize toplotnotehničnih procesov, kot so zgorevanje goriv in prenos toplote. Sestavlja ga več računalnikov, povezanih v mrežo Univerze v Ljubljani, ki omogočajo izvajanje simulacijskih programov ter razvoj lastnih algoritmov na osnovi literature in izkušenj, pridobljenih z raziskovalnim delom v procesni industriji.
Seznam mednarodnih in nacionalnih raziskovalnih projektov
- CASE LCA NETWORK, (1.11.2012 – danes)
- CEEPUS III network CIII-PL-0007 – “Contemporary manufacturing and measuring technologies in quality management systems”, (1.1.2017 – danes)
- CEEPUS III network CIII-PL-1705-01-2223 INTEGRATION – “Development, education and practical improvement in the field of multifaceted problems of desegning and manufacturing products for industrial and biomedical purposes”, (1.3.2023 – danes)
- BI-RS/23-25-035 – ”Cavitation erosion testing of creep resistant martensitic steels for advanced application”, (1.7.2023 – 30.6.2025)
- BI-RBA/23-25-039 – ”Thermal properties of dental materials”, (1.7.2023 – 30.6.2025)
- ANADEP – “Analiza sestave, geometrije in velikosti delcev prahu v zobotehničnih laboratorijih” na podlagi internega razpisa, Študentski projekti za trajnostni razvoj 2023
Industrijski partnerji
- SIJ ACRONI, d.o.o., Jesenice
- KOVIS, d.o.o., Brežice
- BLOK, d.o.o., Logatec
- KOVA, d.o.o., Žalec
- SAAT, d.o.o., Bled
- Spectra Media, d.o.o., Zagreb
- TOMEKS, a. d., Ljubija, Prijedor
- TPS, d.o.o., Zenica
- TRUDENT, d.o.o., Ljubljana
- ULTIMATE ARMOUR WORKS, d.o.o., Bled
