Title
Development of measuring apparatus for determination of thermodynamic properties of mineral raw materials for design of process and treatment plants
Code
SP2026/015
Solver
Supervisor
prof. Ing. Jan Nečas, Ph.D.
Solution period
01. 01. 2026 - 31. 12. 2026
Summary
Rheological properties of heavy suspensions represent key parameters for the design, control and optimization of technological processes, such as pumping, mixing, sedimentation, dewatering or pneumatic transport. Their knowledge is essential for sizing equipment, minimizing energy requirements and ensuring operational stability of systems processing these materials. In current practice, rheological properties are often determined only as an approximation or using specialized rheometers, which are expensive and difficult to use in normal operation, while the influence of variables such as dry matter content, granulometric and morphological composition of the solid phase, content of fine particles, organic components or suspension maturation time is not systematically taken into account. The project will also design a measurement methodology and develop laboratory equipment for a complex but practically feasible characterization of the rheological behavior of heavy suspensions. The aim is to verify the suitability of the selected experimental methods, describe the influence of the composition and state of the material on the shear strength, slip limit and flow behavior and propose simple relationships applicable in laboratory and industrial practice.
Team of the project
Ing. Leo Kasperčík
prof. Ing. Jan Nečas, Ph.D.
Ing. Jakub Hlosta, Ph.D.
doc. Ing. David Žurovec, Ph.D.
Ing. et Ing. Jiří Dobiáš
Goal of the project
Cílem projektu je navrhnout a sestrojit laboratorní měřící aparaturu pro komplexní stanovení reologických vlastností těžkých suspenzí pomocí nově definované sady zkozušek. Výstupem bude konstrukčně a funkčně ověřený měřící stand doplněný o metodiku přípravy vzorků, průběhu měření a vyhodnocení dat. Výsledky projektu, měření a dosažené poznatky mají velký potenciál k uplatnění formou publikací ve vybraných odborných časopisech databáze Scopus nebo Web of Science.
Budou vytipovány reprezentativní suspenze, u kterých bude provedena analýza základních mechanicko-fyzikálních a materiálových parametrů (obsah sušiny, granulometrické a morfologické složení, podíl jemných frakcí, obsah organické složky, doba zrání, teplota apod.). Tyto materiály budou následně experimentálně zkoumány v navrženém zařízení a získaná data v podobě smykové pevnosti, meze skluzu, tokového chování, konzistence a odvoditelnosti budou porovnávána s charakteristikami testovaných suspenzí. Budou hledány základní zákonitosti mezi reologickým chováním a složením či stavem materiálu a navrženy jednoduché korelační vztahy využitelné v laboratoři a průmyslové praxi. Získaná data a poznatky budou sloužit odborné veřejnosti v oblasti materiálového a procesního inženýrství a budou využita při spolupráci s průmyslovými partnery.