342-0330/01 – Mechanika sypkých hmot (MSH)

Garantující katedraInstitut dopravyKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Aleš Slíva, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Aleš Slíva, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník3Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2001/2002Rok zrušení2020/2021
Určeno pro fakultyFS, USP, HGFUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
JEZ0044 Ing. Lucie Jezerská, Ph.D.
NEC37 doc. Ing. Jan Nečas, Ph.D.
ZEG50 prof. Ing. Jiří Zegzulka, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 12+4

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cíle předmětu Sypké hmoty (obecněji částicové systémy) jsou dnes v technické i vědecké oblasti nejdynamičtěji se rozvíjející se disciplínou. V literatuře se diskutuje dokonce o definici nového skupenství, neboť se svými vlastnostmi a fyzikálními projevy liší od všech známých forem hmot. 40% všech prostředků na výzkum Evropské unie směřuje do oblasti sypkých hmot ( mikrometrických a nanometrických částic ). V rámci předmětu sypké hmoty budou posluchači seznámeni s obecnější přístupem k popisu procesů probíhajících v sypkých hmotách a jejich aplikacích při dopravě, skladování a výrobě. Takové to obecnější pojetí sypkých hmot, kde jsou studovány a popisovány změny formy partikulárních hmot v podobě matematicko-fyzikálních modelů je nutné pro probíhající intenzivní rozvoj oboru a nárůst informací. Tento úhel pohledu je nutný pro chápání nových informací a práci v oblasti inovačního podnikání. To umožní posluchači vytvoření představy o možnostech, tradičních postupech a vývojových směrech oboru a včas reagovat na možné vývojové tendence. V rámci předmětu budou charakterizovány změny vlastností sypké hmoty, jako doprovodné stavy jejich dopravy, výroby a skladovaní. Naopak ze změn mechanicko- fyzikálních vlastností sypké hmoty v čase, lze určit typické znaky dopravy a procesu, které jim předcházely. Přednášky jsou věnovány popisu mechanicko-fyzikálních a geometrických vlastností sypkých hmot a interpretaci jejich změn při mechanických procesech. Posluchač si osvojí dostatek informací pro správnou volbu dopravy a skladování v závislosti na charakteristice výrobního procesu sypkých hmot pro celou řadu aplikací (např. cement, dřevěné štěpky, štěrk, plastové granule, kakao, uhelný prášek, saze, obilí ). Student bude mík základní znalosti k návrhu dopravních, procesních a skladovacích zařízení pro sypké hmoty. Porozumí vlivu měřených parametrů na správnou funkci konstrukcí. prof.Ing. Jiří Zegzulka, CSc. Laboratoř sypkých hmot Institut dopravy, FS

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Content of lectures (by week) 1. Powder logistics, definition of ideal bulk materials and powder (non-ideal), differences between basic physical states, selection criteria for transport system or process system for bulk materials. 2. Geometric properties of bulk material, granulometry, the morphology, methodology and theory assessment (Gauss, RRSB, logarithmic distribution and other statistics). 3. Mechanical and physical properties of bulk materials, descriptive variables, influence on the flow and pressure profile. The principle of shear machines, the default equation, rotary shear machine and other construction. 4. Methods for measuring the angel of internal friction, energy conception, the effect of partial physical parameters on the mechanical and physical properties of bulk materials. 5. The degree of influence of physical parameters (one after another) on the mechanical and physical properties of bulk materials such as humidity, shape, mechanical bonds, the electrical bonds, Roscoe diagram, construction, principle, application. 6. A general model of the pressure distribution in the bulk material, traditional and modern models. Solve the pressure distribution according to Jansen, Rankin, and Pascal. 7. Ideal powder and clarify the relations, piston flow mechanism, definition, description, marginal conditions. 8. Pressure spike, model creation, technical implications. Pulsating character flow of bulk material, wall frequency. 9. Failures the flow of bulk materials, static and dynamic vault. The mass and core flow, Jenike mass flow theory, application of ideal powder. 10. The application properties of bulk materials when designing transport, process and storage systems. Compacting of powders (Balšinova equation). 11. The application properties of bulk materials when designing transport, process and storage systems. Compacting of powders, pneumatic transport. 12. How to design crushers and mills. Theory of size reduction, degradation and compression, granulation and similar processes. 13. Selection of a suitable conveyor and transport systems for bulk materials (criteria), strict rules on the transport process, procedure. 14. Innovations in the field of bulk materials, development trends, and situations in the Czech Republic compared with the European Union. Exercise program (seminars) and individual student work Week Content of exercise (seminars) 1. How to get credit, list of projects and discussion, examples of bulk materials, examples of measurements in the Laboratory of bulk materials – VSB-TU Ostrava. 2. Mechanical and physical properties of bulk materials, the definition of bulk density and interrelated variables, definition of geometrical parameters of bulk materials, granulometry measurements on sieves and using a laser beam, an example calculation according to RRSB. 3. Calculate simple and refracted slippage and troughs. 4. Calculation of pressure in the vertical cylinder and in the vertical cylinder with conical lower part. 5. Calculation of the basic types of closures (horizontal, vertical, diagonal), special closures on gravel, very fine powder and more. 6. Calculation of the turnstile with axial or radial axis of rotation. 7. Pipe conveyor – disc. 8. The screw conveyor without axis. 9. Modern principles of pneumatic conveying. 10. Reverse belt conveyor, balance quantity supplied, study supplied amount. 11. Vibratory conveyor. 12. Safety precautions when transporting bulk materials. Environmental aspects of powder technology (dunes), modern types of technology, such as transport chips for biomass gasification. 13. Excursion to the company in the Ostrava region. 14. Awarding of credit.

Povinná literatura:

Zegzulka J.: Vliv mechanicko-fyzikálních vlastností sypkých hmot na konstrukci dopravních, úpravnických a skladovacích zařízení, Habilitační práce Časopisy – Granularmater, Schütgut, bukl-solids-handling, bukl–solids- processing, Logistika a další Schwedes J.: Fließverhalten von Schüttgütern in Bunkern, Verlag Chemie Mollerus - Vincenc Jasaň.: Teória dopravných a manipulačných zariadení, Alfa skripta Polák a kol.: Manipulace s materiálem

Doporučená literatura:

Zegzulka J.: Vliv mechanicko-fyzikálních vlastností sypkých hmot na konstrukci dopravních, úpravnických a skladovacích zařízení, Habilitační práce Časopisy – Granularmater, Schütgut, bukl-solids-handling, bukl–solids- processing, Logistika a další Schwedes J.: Fließverhalten von Schüttgütern in Bunkern, Verlag Chemie Mollerus - Vincenc Jasaň.: Teória dopravných a manipulačných zariadení, Alfa skripta Polák a kol.: Manipulace s materiálem

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Cvičení: aktivní účast na cvičení max. 10 bodů, Projekt–výroba-doprava-skladování, sypkých hmot max. 10 bodů, Práce s informacemi - Firemní, patentová a literární Rešerše max. 15 bodů, Celkem je možné získat max. 35 bodů Pro udělení zápočtu je nutno získat min. 20 bodů Zkouška: Písemná a ústní. Ústní obhajoba studie a rešerše max. 10 bodů, Test max. 10 bodů, Písemné vyřešení otázek 1-3 max. 45 bodů, Celkem 65 bodů

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Program přednášek Týden Náplň přednášek 1 Logistika sypkých hmot, definice ideální sypké hmoty, definice sypké hmoty, vymezení rozdílnosti mezi základními skupenstvími, kritéria volby dopravního nebo procesního systému pro sypké hmoty 2 Geometrické vlastnosti sypkých hmot, granulometrie, morfologie, metodiky a teorie posuzování (Gauss, RRSB, logaritmické rozdělení a další statistiky) 3 Mechanicko fyzikální vlastnosti sypkých hmot, popisné veličiny, vliv na tok a průběh tlaku. Princip přímočarého smykového stroje, výchozí rovnice, rotační smykový stroj, jiné konstrukce 4 Metody měření úhlu vnitřního tření, energetická koncepce, míra vlivu parciálních fyzikálních veličin na mechanicko-fyzikální vlastnosti sypkých hmot, 5 Míra vlivu jednotlivých fyzikálních veličin na mechanicko-fyzikální vlastnosti sypkých hmot, např.vlhkost, tvar, mechanické vazby, elektrické vazby, Roscouv diagram, konstrukce, princip, aplikace 6 Obecný model rozložení tlaku v sypkých hmotách, tradiční a moderní modely. Metoda řešení rozložení tlaku podle Jansena, Rankina, Pascala 7 Ideální sypká hmota, prohloubení souvislostí, pístový mechanismus toku, definice, popis, okrajové podmínky, plášťový mechanismus toku, definice, popis, okrajové podmínky 8 Tlaková špička, model vzniku, technické důsledky. Pulsující charakter toku sypkých hmot, stěnové frekvence. 9 Poruchy toku sypkých hmot, statická a dynamická klenba. Hmotový a jádrový tok, Jenikeho teorie hmotového toku, aplikace ideální sypké hmoty 10 Aplikace vlastností sypkých hmot při konstruování dopravních, procesních a skladovacích zařízení, lisování sypkých hmot (Balšinova rovnice) 11 Aplikace vlastností sypkých hmot při konstruování dopravních, procesních a skladovacích zařízení, lisování sypkých hmot (Balšinova rovnice), pneumatická doprava 12 Postup při návrhu drtičů a mlýnů, teorie zdrobňování, degradace a komprimace, granulace 13 Kritéria volby vhodného dopravníku a dopravního systému pro sypké hmoty, sledované nároky kladené na dopravu,postup 14 Inovace v oblasti sypkých hmot, rozvojové trendy, stav v ČR v porovnání s EU Program cvičení a seminářů + individuální práce studentů Týden Náplň cvičení a seminářů 1 Podmínky udělení zápočtu, zadání zápočtových projektů, ukázky vzorků sypkých hmot, ukázky měření v Laboratoři sypkých hmot – VŠB – TU Ostrava 2 Mechanicko-fyzikální vlastnosti sypkých hmot, definice sypné hmotnosti a spolu souvisejících veličin, definice geometrických parametrů sypkých hmot, měření granulometrie na sítech a laserové, granulometru, příklad výpočtu podle RRSB 3 Výpočet jednoduchých a lomených skluzů a žlabů 4 Výpočet průběhu tlaku ve svislém válci, ve svislém válci s kuželovitou dolní částí 5 Výpočet základních typů uzávěrů ( vodorovný, svislý, šikmý ), speciální uzávěry na štěrk, velmi jemný prášek a další 6 Výpočet turniketu (s axiální, nebo radiální osou rotace) 7 Trubkový diskový dopravník 8 Šnekový bezosý dopravník 9 Moderní principy pneumatické dopravy 10 Reversní pásový dopravník, bilance dodávaného množství , studie dodávaného množství 11 Vibrační dopravník 12 Bezpečnostní opatření při dopravě sypkých hmot, ekologická hlediska technologií sypkých hmot (přesypy), moderní typy technologií, například doprava štěpků při zplyňování biomasy 13 Exkurse do firmy v Ostravském kraji 14 Udělování zápočtu

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2020/2021 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B1701) Fyzika (1702R001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (B1701) Fyzika (1702R001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (B1701) Fyzika (1702R001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B1701) Fyzika (1702R001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (B1701) Fyzika (1702R001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (B1701) Fyzika (1702R001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (B1701) Fyzika (1702R001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (B1701) Fyzika (1702R001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (B2341) Strojírenství (2302R003) Dopravní stroje a manipulace s materiálem P čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (B2341) Strojírenství (2302R003) Dopravní stroje a manipulace s materiálem K čeština Ostrava 3 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku