Experimentální metody (FSI-KEM)

Akademický rok 2021/2022
Garant: doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
V přednáškové části je cílem seznámit posluchače s možností měření
základních fyzikálních veličin významných v procesním inženýrství a s
principy v technické praxi používaných přístrojů. Úkolem je, aby si
posluchači uvědomili význam experimentálních metod jako jediného způsobu
ověření teoretických poznatků a naopak experimentu jako výchozího prvku
pro vytváření teorie jednotkových operací v procesním inženýrství.
Výstupy studia a kompetence:
Kurs svou náplní navazuje na znalosti získané v teoretických předmětech.
Vedle popisu jednotlivých experimentálních metod je kladen důraz na
organizaci a bezpečnost práce v laboratoři, na zpracování a interpretaci
naměřených hodnot s možností jejich grafického zpracování v protokolu.
Zadání úloh jsou volena tak, aby vyhovovaly praktickým potřebám inženýra
se zaměřením na procesní inženýrství.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z fyziky, mechaniky a chemie na úrovni přednášek pro studenty studia FSI VUT
Obsah předmětu (anotace):
Pro inženýrský návrh procesního zařízení jsou nezbytné znalosti fyzikálních vlastností látek, které nejsou běžně tabelovány. Jejich stanovení není možné vždy výpočtem a je nutno je stanovit experimentálně.
Výsledkem takových experimentů jsou např. konstanty nezbytné pro návrh provozního zařízení na principu tzv. modelování. Pro lepší pochopení jednotlivých jednotkových operací procesního inženýrství je vhodné názorně ukázat tyto operace v laboratorních podmínkách. Cílem předmětu je seznámit posluchače s prací v laboratoři, s vybranými experimentálními metodami, vyhodnocením a zpracováním experimentálních výsledků. Část výuky je konána v laboratoři při řešení konkretních zadání. Experimentální metody vhodně doplňují teoretické předměty oboru.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Účast na přednáškách je doporučená. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Předmět je zakončen zápočtem a zkouškou. Pro udělení zápočtu je nezbytná
účast ve cvičení a odpovídající zpracování protokolů z měření. Zkouška je
pouze ústní, sestává ze 3 otázek volených z celého rozsahu přednesené
látky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná a je kontrolována.
V praktické části výuky jsou zpracovány protokoly z experimentálních měření.Zameškaná výuka v praktických cvičeních je nahrazována. Zpracované protokoly a účast ve cvičeních jsou podmínkou pro udělení zápočtu. Úroveň znalostí z praktické části i přednesené látky jsou předmětem ústní zkoušky.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1.Základní pojmy,význam a cíl měření,chyby měření,zpracování výsledků.
2.Měřící přístroje,dělení,vlastnosti,stat.a dyn. charakteristika.
3.Základní měření, prostor, hmota, čas, základní a odvozené veličiny.
4.Měření tlaku v tekutinách.
5.Měření teploty, podmínky praxe a provozu, montáž.
6.Měření vlhkosti, absolutní a relatívní.
7.Měření povrchového a mezifázového napětí.
8.Měření viskozity newtonských a nenewtonských kapalin.
9.Tepelné charakteristiky technických materiálů,spotřeba tepla.
10.Měření průtoku a množství tekutin.
11.Měření rychlosti tekutin.
12.Měření výšky hladiny.
13.Chemickoanalytické metody
    Laboratorní cvičení 1. Měření viskozity dle Stokese
2. Měření viskozity dle Englera
3. Měření viskozity dle Höpplera
4. Určení hustoty drobných tělísek pomocí pyknometru
5. Určení hustoty kapaliny Mohrovými vážkami
6. Určení měrné tepelné kapacity kalorimetrem
7. Stanovení časové konstanty teploměru
8. Určení atmosferické vlhkosti psychrometrem
9. Stanovení mezerovitosti partikulární látky
10.Určení sypného úhlu partikulární látky
11.Stanovení viskozity vody kapilárním viskozimetrem
12.Stanovení toku sypkého materiálu z hlubinného zásobníku
13.Laboratorní výroba piva
Literatura - základní:
2. Mason R.L., Gunst R.F., Hess J.L., Statistical Design and Analysis of Experiments with Applications to Engineering and Science, USA, Wiley, 2003, ISBN 0-471-37216-1.
4. Pavelek.M.-Štětina.J: Experimentální metody v technice prostředí /Brno :Akademické nakladatelství CERM,2007. 3. vyd. 215 s. ISBN 978-80-214-3426-4 [SYSNO: 000078250]
5. Šob. F. : Hydromechanika, skripta VUT Brno, CERM, 2008, ISBN: 978-80-214-3578-0
6. Pavelek. M. : Termomechanika, skripta VUT Brno, CERM, 2011, ISBN: 978-80-214-4300-6
7. Hružík, L. : Experimentální úlohy v tekutinových mechanismech, VŠB-TU, Ostrava, 2008, ISBN: 978-80-248-1912-9
Literatura - doporučená:
1. Perry, R. H. Chilton, C. H.: Chemical Engineers Handbook, McGraw-H..2008.
2. Medek.J.: Experimentální metody, skripta Vysoké učení technické, Brno, 1988
3. Medek J, Moláček M.,Uherek J. : Experimentální práce, skripta VUT Brno, 1997, ISBN 80-214-0969-X
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-PRI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 Z