Основне информације о катедри за термотехнику, термоенергетику и процесну технику

Након увођења петогодишњих студија на Машинском одсеку Техничког факултета у Нишу, давне 1966/67. године,са неколико усмеравајућих изборних предмета, формирана је Катедра за термотехнику, која након више промена назива, од 2006. године носи назив Катедра за термотехнику, термоенергетику и процесну технику.

Наставно-научне области које се данас изучавају на Катедри за термотехнику, термоенергетику и процесну техникусу:

  • термоенергетика(процеси и постројења за трансформацију примарне топлотне енергије у друге облике енергије, парни котлови, топлотне турбомашине, проучавање и развој алтернативних извора енергије, рационална потрошња енергије и др.);
  • термотехника(пренос топлоте и масе једно и вишефазних струјања, конструкција термотехничких апарата и уређаја, постројења за климатизацију, вентилацију, грејање, хлађење и др.);
  • процесна техника(топлотни, дифузиони и хемијски процеси, топлотни и дифузиони апарати, пећи, сушаре и други уређаји процесне индустрије);
  • заштита животне средине;
  • енергетски менаџмент.

Наведене наставно-научне дисциплине реализују се у оквиру студијског програма, односно модула-усмерења Енергетика и процесна техника у области машинског инжењерства и модула Енергетски менаџмент у области инжењерског менаџмента. Поменути модули реализују се заједно са Катедром за хидроенергетику.

Усмерење - модул Енергетика и процесна техника, као скуп више области машинског инжењерства, представља базу за развој целокупне привреде једног модерног друштва. Основни циљ усмерења Енергетика и процесна техника јеупознавање студената са теоријским и практичним принципима рада, методама прорачуна, пројектовања и експлоатације савремених постројења у областитермотехнике, термоенергетике, хидротехнике, хидроенергетике, процесног машинства и заштите животне средине. Сврха усмерења је да студенти стекну научно-стручних знања, као и вештине у наведеним областима. На усмерењуЕнергетика и процесна техника студентисе оспособљавају за решавање проблема: пројектовања и развоја термоенергетских, хидроенергетских и термотехничких постројења, као и постројења процесне технике и заштите животне средине; конструисањамашина, апарата и уређаја из области термоенергетике, хидроенергетике,термотехникеи процесне технике;производње и експлоатације термоенергетских, хидроенергетских, термотехничких и процесних постројења;мерења термо-струјних параметара радних флуида;побољшања ефикасности енергетских и процесних система, као и машина, уређаја и опреме која улази у њихов састав.

У оквиру модула Енергетски менаџмент пажња је усмерена на изучавњу енергетског менаџмента у индустрији, затим енергетског менаџмента у општинама и градовима, енергетског менаџмента у зградама и менаџмента у екологији.

Поред дисциплина поменутих модула-усмерења, наставници и сарадници Катедреза термотехнику, термоенергетику и процесну технику покривају и наставу на обавезним предметима основних академских студија на студијском програму Машинско инжењерство: Технички материјали (део Погонски материјали) и Термодинамика, као и наставу на неколико предмета на усмерењу Саобраћајно машинство, транспорт и логистика. Неколико наставника са Катедре за термотехнику, термоенергетику и процесну технику тренутно је ангажовано за реализацију наставе на Машинском факултету у Краљеву и Грађевинско-архитектонском факултету у Нишу. Чланови Катедре су изводили наставу дуги низ година на Технолошком факултету у Лесковцу. Лабораторијске вежбе из предмета усмерења данас се одвијају у Лабораторији за термотехнику, Лабораторији за погонске материјале и Лабораторији за моторе и моторна возила.

Наставници и сарадници Катедре за термотехнику, термоенергетику и процесну технику, самостално или у сарадњи са другим научним и стручним организацијама из земље и иностранства баве се истраживањима фундаменталних процеса и проблема простирања топлоте и масе, као и процеса у термоенергетским и термотехничким апаратима и уређајима, развојним истраживањима у оквиру научно-истраживачких и развојних пројеката као и атестационим истраживањима и испитивањима. Научни и истраживачки рад обавља се из следећих области:

  • енергетска и ексергетска анализа термоенергетских постројења,
  • нестационарни режими рада термоенергетских постројења,
  • контрола економичности, односно погонско билансирање, парних блокова термоелектрана,
  • оптимизација термоенергетских процеса и система,
  • оптимизација погонских услова кондензације ради смањивања губитака у кондензацијском делу парних блокова термоелектрана,
  • комбинована производња енергије (електричне енергије и топлоте),
  • искоришћење отпадне топлоте кондензације парних блокова,
  • прорачун напонских стања и утрошка радног века парних турбина,
  • анализа утицаја термоенергетских објеката на околину,
  • могућност примене топлотне пумпе у спрези са термоенергетским постројењем,
  • повећање енергетске ефикасности у системима за грејање, вентилацију и климатизацију,
  • пренос топлоте кроз омотач зграде,
  • рационално коришћење енергије у системима даљинског снабдевања топлотом,
  • енергетске анализе топлификације из термоенергетских објеката,
  • повећање енергетске ефикасности у расхладним инсталацијама и топлотним пумпама,
  • простирање топлоте и масе у порозном и флуидизовсном слоју,
  • вишефазна струјања,
  • моделирање феномена двофазних струјања течности и гасова,
  • нумеричке симулације термо-струјних процеса,
  • развој поступака и постројења за заштиту животне средине,
  • развој технологија за ефикасно коришћење биомасе и чврстог комуналног и индустријског отпада,
  • истраживање могућности одсумпоравања димних гасова адитивним поступком.

Поменуте теме биле су основа за израду више докторских дисертација и магистарских радова на Катедри. Ова истраживања реализују се у оквиру научно-истраживачких пројеката финансираних од стране Министарства науке Републике Србије и међународних фондација или директно за потребе привреде.

Тренутно се реализују следећи пројекти:

  • Истраживање и развој енергетски и еколошки високоефективних система полигенерације заснованих на обновљивим изворима енергије,
  • Концепт одрживог снабдевања енергијом насеља са енергетски ефикасним објектима.

У претходном периоду реализовано је више пројеката из области технолошког развоја и националног програма енергетске ефикасности и националног програма вода:

  • Нумеричка и експериментална симулација рада система расхладне воде кондензатора у циљу повећања енергетске ефикасности термоелектрана,
  • Симулација процеса у систему турбина – кондензатор у циљу побољшања перформанси у ТЕ Костолац,
  • Истраживање и дефинисање оптималних параметара енергетско процесних система у индустрији,
  • Развој нове генерације соларних пријемника за област ниско и средње температурне конверзије сунчевог зрачења у топлоту и примена на прототипове,
  • Развој нове генерације енергетски ефикасне грађевинске столарије са дрвеним, алуминијум-дрво рамовима,
  • Интелегентни системи за праћење динамике термичког понашања јавних објеката,
  • Нови начин пројектовања и извођења система централног грејања у великим стамбеним и пословним објектима са великим бројем власника,
  • Примена савремених технологија за мерење, управљање и централни надзор утрошене топлотне енергије у системима даљинског грејања,
  • Интелегентно адаптивно управљање системима топлификације,
  • Примена визуелизације и аутоматизације на енергетске и производне процесе у циљу рационалног газдовања енергијом у дуваснској индустрији,
  • Анализа расположивих технологија и опреме за производњу и коришћење брикета и пелета, и могућности њиховог коришћења као замене за коришћење електричне енергије за грејање,
  • Развој предложишта и котлова за сагоревање пелета,
  • Развој енергетски ефикасних измењивача топлоте и материје применом савремених нумеричких и експерименталних метода,
  • Развој фамилије размењивача топлоте ваздух – ваздух,
  • Развој технологије прераде и асортимана производа на бази силикатних, алумосиликатних и карбонатних минералних сировина,
  • Развој експертског система за квантификовање емисије гасова са ефектом стаклене баште и њихово редуковање из извора у насељеним местима Републике Србије,
  • Студијаефикасноститермоенергетскогблоканаземнигас, итд.

Више наставника и сарадника са Катедре ангажовано је на пројектима који се реализују на другим катедрама Машинског факултета у Нишу.

На Катедри за термотехнику, термоенергетику и процесну технику врше се експертизе и вештачења, израђују се елаборати и студије и врши се пројектовање, као и ревизије, рецензије и надзори, односно консалтинг услуге у областима термотехнике, термоенергетике и процесне технике. Поред тога, врше се испитивања уређаја, апарата и система: измењивача топлоте, грејних тела, котлова на чврста, течна и гасовита горива, расхладних торњева, соларних колектора, акумулатора топлоте, горива и мазива, судова и инсталација под притиском, контрола ложних уређаја, система централног грејања, итд.

У току 2008. године завршен је пројекат преквалификације официра ПРИСМА у чијој реализацији је учествовао велики број наставника и сарадника са Катедре.

Катедра за термотехнику, термоенергетику и процесну технику има дугогодишњу сарадњу са сродним катедрама на факултетима у Србији и иностранству, а посебно са Машинским факултетима у Београду, Крагујевцу, Новом Саду, Краљеву, Скопљу, Подгорици, Источном Сарајеву, Бањој Луци, Загребу, Софији, Сиегену и Минхену, као и са Електронским, Грађевинско-архитектонским, Технолошким, Факултетом заштите на раду и осталим факултетима Универзитета у Нишу.

На овом месту посебно треба истаћи реализацију већег броја научно-истраживачких пројеката у сарадњи са другим високошколским установама:

  • Истраживање и развој српске куће нето-нулте енергетске потрошње,
  • Методологија за оцену и предвиђање промена физичких, хемијских и биолошких параметара у водним акумулацијама и рекама,
  • Развој и испитивање ротирајућег хибридног колектора са концентрисаним сунчевим зрачењем,
  • Развој система и уређаја за повећање енергетске ефикасности у домаћинствима,
  • Поступак за израчунавање и експериментално одређивање енергетске ефикасности за зграде на локацијама Ниша,
  • Развој котлова и ложишта снаге од 200 кW до 2 МW за сагоревање балиране сламе у лету дезинтегрисањем бала,

односно, у сарадњи са Лабораторијом за термотехнику Института за нуклеарне науке Винча:

  • Унапређење енергетских карактеристика и квалитета унутрашњег простора у зградама образовних установа у Србији са утицајем на здравље,
  • Развој новог метеоролошког мерног стуба за карактеризацију турбулентних параметара ветра
  • Истраживање комплементарних потенцијала за изградњу ветроелектрана у општинама Источне Србије,
  • Истраживање техноекономских потенцијала производње електричне енергије ветрогенераторима на локацији ТЕ Костолац,
  • Индустријска примена технологије моделирања и нумеричке симулације процеса у енергетски ефикасним уређајима и системима.

Посебан акценат у научно-истраживачкој активности стављен је на реализацију међународних пројеката:

  • Computational Engineering in Thermo Fluid Dynamics and Energy Techniques (Stability Pact for South Eastern Europe: DAAD Special Programme Academic Reconstruction),
  • BioforEnergy “Foster Development of Agro-Energetic Chain Models through cross-border cooperation and knowledge”, (Adriatic New Neighbourhood Programme INTERREG/CARDS-PHARE, European Agency for Reconstruction).
  • GLOBE: Good Practice Guidelines and Legislation Reform on Interdisciplinary Postgraduate Studies in Built Environment Engineering (An European Union TEMPUS Project).

Почев од 2000. године треба истаћи сарадњу Катедре са Институтом за механику флуида и термодинамику Универзитета у Сиегену, односно са Департманом за хидроаеродинамику и хидрауличне машине Техничког Универзитета у Софији. Сарадња са поменутим институцијама огледала се, поред реализације заједничких пројеката, у организацији већег броја међународних годишњих семинара, студентских курсева и летњих академија из области простирања топлоте и масе.

Више наставника и сарадника са Катедре у претходном периоду обавило је научно-стручне боравке у иностранству (Немачка, Јапан, Аустрија, Италија, итд.).

Један број чланова Катедре су чланови ASHRAE, SMEITS-a, Друштва термичара Србије, ...

Научно-стручни рад наставника и сарадника Катедре, индивидуални и тимски, презентује се научно-стручној јавности преко домаћих и иностраних часописа, као и учествовањем на научно-стручним скуповима у земљи и свету. Својим радовима чланови Катедре дали су значајан допринос развоју националног часописа Thermal Science који је 2010. године постао часопис међународног значаја са значајним импакт фактором, као и домаћим часописима: Термотехника, КГХ, Процесна техника, Facta Universitatis, итд.

Посебно значајна активност чланова Катедре, почев од 2005. године, у сарадњи са Друштвом термичара Србије, огледа се у организацији Симпозијума термичара Србије – СИМТЕРМ са пратећом изложбом опреме и достигнућа под слоганом Енергетика - Ефикасност - Екологија, као и у организацији Конференције под називом Одрживи развој и климатскепромене. Такође, значајно је учешће чланова Катедре у организацији Конгреса КГХ и других националних скупова.