516-0899/01 – Fyzika kapalinového paprsku (FKP)

Garantující katedraInstitut fyzikyKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2005/2006Rok zrušení2014/2015
Určeno pro fakultyHGFUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HLA57 prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Shrnout základní fyzikální a konstrukční principy zařízení pro generaci kapalinových paprsků Popsat, objasnit a interpretovat hydrodynamické zákonitosti uplatňující se při generaci kapalinových paprsků Aplikovat jednoduché vztahy popisující fyzikální jevy na výpočet parametrů paprsků Demonstrovat získané poznatky na jednoduchých aplikacích

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře

Anotace

Cílem předmětu je podat studujícím znalosti o fyzikálním základu kapalinového paprsku, a to jak tvořeného čistou kapalinou, tak různými druhy směsí, které nemusí být svým chováním ztotožnitelné s kapalinou. Hlavní důraz je kladen na pochopení rozdílů v chování použitých kapalin či tekutin, a to především z hlediska výtoku, divergence v prostředí, kterým se paprsek pohybuje, a ztráty energie. Jsou rozebírány vlivy speciálních typů prostředí na chování paprsku, a to z pohledu základních typů kapalinového paprsku (čistá kapalina, kapalina s kapalnými aditivy - polymery, kapalina s pevnolátkovými aditivy - abrazivy, kapalina v neobvyklých termodynamických stavech).

Povinná literatura:

1. Hlaváč, L.: Model pro řízení parametrů kapalinového paprsku při porušování materiálů v pevné fázi. Doktorská disertační práce, Ostrava, 2000, 100 s. 2. Hlaváč, L.: Fyzikální působení kapalinového paprsku vysoké energie na křehký materiál. Habilitační práce, Ostrava, 2002, 82 s. + 96 s. příloh 3. Sborníky konferenční řady organizované BHRGroup každé dva roky počínaje 1972 (International Symposium on Jet Cutting Technology Ţ International Conference on Jet Cutting Technology Ţ Jetting Technology International Conference Ţ Water Jetting International Conference) 4. Sborníky konferenční řady organizované WJTA každé dva roky počínaje 1981 (U.S. Water Jet Symposium Ţ U.S. Water Jet Conference Ţ American Water Jet Conference Ţ WJTA American Waterjet Conference, 1. až 4. sborník na webu, od roku 2003 pouze na CD) 5. Sborníky konferenční řady organizované ISWJT nepravidelně co dva až tři roky počínaje 1989 - Pacific Rim International Conference on Water Jet Technology

Doporučená literatura:

1. Hlaváč, L.: Model pro řízení parametrů kapalinového paprsku při porušování materiálů v pevné fázi. Doktorská disertační práce, Ostrava, 2000, 100 s. 2. Hlaváč, L.: Fyzikální působení kapalinového paprsku vysoké energie na křehký materiál. Habilitační práce, Ostrava, 2002, 82 s. + 96 s. příloh 3. Sborníky konferenční řady organizované BHRGroup každé dva roky počínaje 1972 (International Symposium on Jet Cutting Technology Ţ International Conference on Jet Cutting Technology Ţ Jetting Technology International Conference Ţ Water Jetting International Conference) 4. Sborníky konferenční řady organizované WJTA každé dva roky počínaje 1981 (U.S. Water Jet Symposium Ţ U.S. Water Jet Conference Ţ American Water Jet Conference Ţ WJTA American Waterjet Conference, 1. až 4. sborník na webu, od roku 2003 pouze na CD) 5. Sborníky konferenční řady organizované ISWJT nepravidelně co dva až tři roky počínaje 1989 - Pacific Rim International Conference on Water Jet Technology

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Test, písemná zápočtová práce

E-learning

Další požadavky na studenta

Systematická příprava na výuku.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Kapaliny - základní charakteristiky Hustota, povrchové napětí, dynamická viskozita a jejich závislost na tlaku, teplotě a dalších parametrech. 2. Výtok kapalin do vzduchu Odpor kapalinového paprsku na třecí ploše se vzduchem, součinitel útlumu kapalinového paprsku ve vzduchu, tvar paprsku, rychlostní profil, způsoby modelování paprsku. 3. Výtok kapalin do kapaliny Odpor kapalinového paprsku na třecí ploše s kapalinou, součinitel útlumu kapalinového paprsku v kapalině, tvar paprsku, rychlostní profil, způsoby modelování paprsku. 4. Výtok kapalin do vakua Odpařování kapaliny z paprsku při sníženém tlaku a ve vakuu, rychlost rozpadu paprsku vlivem uvolnění tlaku ve vakuu, tvar paprsku, rychlostní profil, způsoby modelování paprsku. 5. Kapalná aditiva Podstata působení kapalných aditiv, základní typy kapalných aditiv, způsob dávkování kapalných aditiv do paprsku při jejich použití, hlavní přínos kapalných aditiv. 6. Pevnolátková aditiva Aditiva ve formě pevných látek – abraziva, typy abraziv, důležité vlastnosti abrazivního materiálu, možnosti zušlechtění abrazivního materiálu, výběr typu abrazivního materiálu podle účelu, na který je použit. 7. Vliv kapalných aditiv na tvar a pohyb paprsku Určení struktury paprsku při použití kapalných aditiv, útlum paprsku s aditivy v prostředí (vzduchu, kapalině, vakuu), způsoby použití paprsku s kapalnými aditivy v praxi. 8. Vliv pevnolátkových aditiv na tvar a pohyb paprsku Rozbor typů implementace abrazivních částic do toku kapaliny (injection and slurry jets), změna velikosti a struktury abrazivních částic při směšování s kapalinou, struktura vzniklého abrazivního kapalinového paprsku, útlum abrazivního kapalinového paprsku v prostředí za výstupem z usměrňovací trubice či trysky, vliv prostředí na strukturu a stabilitu paprsku. 9. Speciální stavy kapalinového paprsku Modulace rychlosti toku kapaliny v systémech generujících vysoký tlak, vznik modulace či pulzace při výtoku z trysky nebo při pohybu prostředím za výstupem z trysky, implementace periodických poruch do toku kapaliny - přehled možností a jejich charakteristických vlastností, výhod či nevýhod. 10. Možnosti použití jednoduchých modelů kapalinového paprsku v praxi Modelování kapalinového paprsku pomocí sledu kapek kulového a válcového tvaru, model využívající tlakové (rychlostní) pole, modelování pomocí iteračních kroků na bázi spojitého proudu, model divergence paprsku a konvergence jádra paprsku, využití modelu založeného na popisu diferenciálními rovnicemi.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 17
                Zápočtová práce Písemka 20  10
                Návrh výpočtu příkladů Projekt 15  7
        Zkouška Zkouška 65 (65) 34
                Písemná zkouška Písemná zkouška 20  10
                Ústní zkouška Ústní zkouška 45  24
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2014/2015 (B2102) Nerostné suroviny (3911R001) Aplikovaná fyzika materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (B2102) Nerostné suroviny (3911R001) Aplikovaná fyzika materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (B2102) Nerostné suroviny (3911R001) Aplikovaná fyzika materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (B2102) Nerostné suroviny (3911R001) Aplikovaná fyzika materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (B2102) Nerostné suroviny (3911R001) Aplikovaná fyzika materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (B2102) Nerostné suroviny (3911R001) Aplikovaná fyzika materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (B2102) Nerostné suroviny (3911R001) Aplikovaná fyzika materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (B2102) Nerostné suroviny (3911R001) Aplikovaná fyzika materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku