Title
Vývoj měřící aparatury pro stanovení termodynamických vlastností nerostných surovin během návrhu procesních a úpravnických zařízení.
Code
SP2023/035
Solver
Supervisor
prof. Ing. Jan Nečas, Ph.D.
Solution period
01. 01. 2023 - 31. 12. 2023
Summary
The thermal conductivity coefficient of particulate materials and powders is of great importance especially in process engineering. Its knowledge is crucial, for example, in the design of cooling equipment and in all processes where heat is exchanged within the particulate materials. It is still difficult to predict the thermal properties of powders using empirical relationships due to the wide distribution of particle sizes and shapes, different porosities, humidity, etc. The project will propose the design and measurement methodology of a laboratory device, based on Fourier's law for the generation of unidirectional heat flux between two bodies, which can be used to determine the thermal conductivity coefficient of particulate matter. A series of experiments will be carried out on this equipment to investigate the suitability of the methodology used, the effect of material type and particle size of the particulate material and the effect of the degree of consolidation of the powder material on the resulting thermal conductivity. This type of particle classification is often requested by industrial partners producing, for example, cement coolers. The aim is to investigate the thermal conductivity coefficient as a function of sample temperature, granulometric and morphological composition, moisture content, degree of consolidation and other variables that may enter the process system and significantly influence it.
Team of the project
Ing. Jakub Hlosta, Ph.D.
prof. Ing. Jan Nečas, Ph.D.
Ing. Jiří Rozbroj, Ph.D.
Ing. David Žurovec, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Zegzulka, CSc.
Ing. František Nykles
Ing. Martin Žídek, Ph.D.
Ing. Filip Vaněk
Ing. Rostislav Prokeš
Ing. Jan Diviš
Goal of the project
Cílem projektu je navrhnout a sestrojit měřící aparaturu pro měření termodynamických vlastností (koeficientu tepelné vodivosti) partikulárních materiálů. Výsledky projektu, průvodní měření, experimenty a dosažené výsledky budou prezentovány formou publikací ve vybraných odborných časopisech databáze Scopus nebo Web of Science.
Budou vytipovány partikulární materiály, u kterých bude provedena analýza mechanicko-fyzikálních, granulometrických a morfologických vlastností (vnitřní tření, tokovost, kompresibilita, permeabilita, distribuce velikosti částic, tvar částic, vlhkost, atp.). Tyto materiály budou pak experimentálně zkoumány v navrženém zařízení a výsledná data v podobě průběhu teplot v materiálovém loži a výsledných koeficientů tepelné vodivosti budou porovnávána s vlastnostmi testovaných surovin. Zde se budou hledat základní zákonitosti mezi termodynamickými, mechanicko-fyzikálními a chemickými vlastnostmi surovin. Získaná data a poznatky pak budou publikována a budou sloužit odborné veřejnosti v oblasti materiálového a procesního inženýrství. Dále budou výstupy projektu použity při spolupráci s průmyslovými partnery řešitelů.
Plánované výsledky projektu:
- Funkční vzorek
- 1 x článek s IF indexovaný ve Web of Science
- článek do redakce časopisu GeoScience Engineering
Harmonogram projektu v roce 2023:
1. čtvrtletí 2023
- Literární rešerše, úvod do problematiky
- Teoretický návrh měřící metodiky a konstrukce aparatury
- Stanovení mechanicko-fyzikálních vlastností vybraných nerostných surovin
2. čtvrtletí 2023
- Návrh, výroba a realizace měřící aparatury
- Oživení systému a průvodní měření
- Úvod publikačních výstupů
3. čtvrtletí 2023
- Experimentální měření a vyhodnocení výstupů
- Dokončení publikací, registrace funkčního vzorku
4. čtvrtletí 2023
- Publikování odborných článků
- Uzavření projektu SGS