542-0508/01 – Mechanika sypkých hmot (MSH)

Garantující katedraKatedra hornického inženýrství a bezpečnostiKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Jiří Zegzulka, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jiří Zegzulka, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2020/2021Rok 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 3+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu Mechanika sypkých hmot je seznámení posluchačů s obecnějším přístupem k popisu procesů probíhajících v sypkých hmotách a jejich aplikacích při dopravě, skladování a výrobě. Prvním krokem je experiment a vytvoření Ideální sypké hmoty, dalším krokem je odvození transformačních rovnic všech forem energií. 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. Cílem je předat studentovi nové znalosti z oboru a naučit ho je aplikovat. Prostředkem je řada originálních autorských modelů a pro snadnější pochopení srozumitelné demonstrační experimenty.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

V předmětu Mechanika sypkých hmot (obecněji částicové systémy) je student seznámen s poměrně mladou disciplínou. Patří dnes v technické i vědecké oblasti k nejdynamičtěji se rozvíjejícím se disciplínám. V literatuře se diskutuje dokonce o definici nového skupenství, neboť se svými vlastnostmi a fyzikálními projevy liší od všech známých forem hmot. Předmět je charakteristický obecnějším přístupem k popisu procesů probíhajících v mikro objemu mezi částicemi i z hlediska makro pohledu při styku partikulární hmoty s kontaktními plochami dopravních, skladovacích a procesních zařízení. To umožní posluchači vytvoření představy o možnostech, tradičních postupech a vývojových směrech oboru a včas reagovat na možné vývojové tendence. V rámci předmětu budou presentován originální experimenty demonstrující vlastnosti partikulárních hmot, dále experimenty představující průběhy procesů – klenbování, segregace, tokové profily, pulsní charakter toku partikulární hmoty. Z experimentů zaměřených na změny mechanicko- fyzikálních vlastností sypké hmoty v čase, lze určit typické znaky dopravy a procesu, které jim předcházely a jaký charakter bude mít průběh budoucího procesu. Hlavní charakteristikou vlastností je fakt, že bude respektován partikulární charakter hmoty a vlastnosti jednotlivých částic. 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 ukončí předmět s nabytím dostatečných znalosti k návrhu dopravních, procesních a skladovacích zařízení pro sypké hmoty. Porozumí vlivu měřených parametrů na správnou funkci konstrukcí.

Povinná literatura:

ZEGZULKA J. Mechanika sypkých hmot, VŠB - TUO, 2004, ISBN: 80-248-0699-1 ZEGZULKA J. Standard smykové zkoušky partikulárních hmot, Tisk ve vlastnictví WPMPS, EFCE, všechna práva vyhrazena, rozšiřování nepřípustné ZEGZULKA J. Habilitační práce, VŠB-TU Ostrava GELNAR D., ZEGZULKA J. Discrete Element Method in the Design of Transport Systems, Springer, ISBN 978-3-030-05713-8

Doporučená literatura:

FEDA, J. Základy mechaniky partikulárních látek. 1. vyd. Praha: Academia, 1977, 347 s. JASAŇ, V., LEMESÁNYI, L. Úpravnické stroje I. ES TU Košice, 1987. SCHULZE D. Flow Properties of Powders and Bulk Solids. 2011. JALURIA, Y. Advanced Materials Processing and Manufacturing. Springer, 2017. ISBN 978-3-319-76983-7. ZEGZULKA J. Vliv mechanicko-fyzikálních vlastností sypkých hmot na konstrukci dopravních, úpravnických a skladovacích zařízení,

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

2 zápočtové projekty s jejich úspěšnou obhajobou před skupinou Zkouška s písemnou a ústní části

E-learning

Další požadavky na studenta

Realizace zápočtových projektů. Aktivní účast na přednáškách a cvičeních.

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, výchozí kritéria volby dopravního nebo procesního systému pro sypké hmoty. Model kontinua a partikulární model hmoty, aspekty a vlastnosti. 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, 11. Kompaktace partikulárních hmot, lisování sypkých hmot (Balšinova rovnice), vybrané aspekty pneumatické dopravy 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

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2020/2021 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  16
        Zkouška Zkouška 70  35
Rozsah povinné účasti: Standard.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N0724A290005) Procesní inženýrství v oblasti surovin MSH P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku