542-0056/01 – Mechanika a vlastnosti partikulárních hmot (MVPH)

Garantující katedraKatedra hornického inženýrství a bezpečnostiKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Jiří Zegzulka, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jiří Zegzulka, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyHGFUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
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 8+8

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Mechanika a vlastnosti partikulárních hmot je předmět, jenž se neustále vyvíjí a přirozeně integruje nové technické znalosti, v současné etapě jsou to především znalosti o stavbě a vlastnostech partikulární hmoty a přechodu k digitalizaci. Partikulární hmoty (sypké hmoty) byly brány v historii jako součást mechaniky tekutin, mechaniky hmotných bodů, kontinua, v současnosti je intensivně budována samostatná vědecká disciplína. Cílem předmětu sypké hmoty je seznámení posluchačů s obecnějším 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.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

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).

Povinná literatura:

FEDA, Jaroslav. Základy mechaniky partikulárních látek. 1. vyd. Praha: Academia, 1977, 347 s. ISBN Základy mechaniky partikulárních látek. ZEGZULKA, Jiří. Mechanika sypkých hmot. Vyd. 1. VŠB - Technická univerzita, 2004. ISBN 978-802-4806-990. SCHULZE, Dietmar. Flow Properties of Powders and Bulk Solids. 2011. JALURIA, Y. Advanced Materials Processing and Manufacturing. Springer, 2017. ISBN 978-3-319-76983-7.

Doporučená literatura:

MERKUS, H., G., MEESTERS, Gabriel, M., H. Production, Handling and Characterization of Particulate Materials. Springer International Publishing. 2015. ISBN: 9783319209494. KUMAR, K., ZINDANI, D., DAVIM J. Paulo. Advanced Machining and Manufacturing Processes. Springer, ISBN 978-3-319-76075-9. 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

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

V průběhu výuky studenti realizují tři základní laboratorní měření - třecí parametry, granulometrie, výchozí hmotnostní parametry partikulárních hmot. Zápisy z měření jsou součástí zápočtu. Na cvičeních se studenti seznámí s řešením praktických aplikací, na základě odevzdaných programů je udělen zápočet. Celkové ověření znalosti je realizováno v písemné části zkoušky, kterou student obhajuje ústně.

E-learning

Další požadavky na studenta

Aktivní účast na přednáškách a cvičení

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

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

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 40  21
        Zkouška Zkouška 60  31
Rozsah povinné účasti: Písemná a ústní část.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N0788A290001) Odpadové hospodářství a úprava surovin K čeština Most 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0788A290001) Odpadové hospodářství a úprava surovin K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N0788A290001) Odpadové hospodářství a úprava surovin P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku