Detail předmětu

Experimentální metody II

FSI-IEEAk. rok: 2020/2021

Předmět zahrnuje speciální experimentální měřicí metody v technice prostředí a optické vizualizační a měřicí metody, které se uplatní při měření proudových, teplotních a koncentračních polí včetně přenosu tepla a látky konvekcí, při měření částic v tekutinách a při měření teplot, deformací a vibrací povrchů. Výsledky lze využít pro dosažení optimálních parametrů vytápěcích, větracích a klimatizačních zařízení. Jde o metody měření tepelného stavu prostředí, účinnosti větrání, termovizní měření, optické měřicí metody (LDA, PIV aj.), optické vizualizační a měřicí metody (stínové, clonkové, interferometrické - včetně holografie), ale i jednodušší praktické vizualizační metody.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Milan Pavelek, CSc.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Kromě teoretických znalostí získají studenti i praktické znalosti z experimentální práce v oblasti optických vizualizačních a měřicích metod a praktické znalosti z oblasti počítačového vyhodnocování experimentů, zejména zpracování a vyhodnocení obrazových záznamů a videozáznamů.

Prerekvizity

Znalost fyzikálních zákonů z oblasti termodynamiky, přenosu tepla, mechaniky tekutin a optiky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro udělení zápočtu je nutné řádně absolvovat všechna laboratorní, počítačová a výpočtová cvičení a odevzdat zpracované elaboráty z laboratorních měření. Zkouška je písemná a ústní konaná v jednom dni a hodnocení zahrnuje projevené teoretické znalosti s přihlédnutím k praktickým schopnostem studenta v laboratorních cvičeních a s přihlédnutím ke kvalitě zpracovaných elaborátů.

Učební cíle

Cílem je seznámit studenty se speciálními experimentálními metodami a s optickými vizualizačními a měřicími metodami používanými v oblasti techniky prostředí, přenosu tepla a mechaniky tekutin. Tyto poznatky navíc přispějí k hlubšímu pochopení reálných dějů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výuka je kontrolována v laboratorních cvičeních formou elaborátů a kontrolou počítačového zpracování vizualizačních záznamů.

Základní literatura

Adrian, R. J., & Westerweel, J. (2011). Particle image velocimetry (No. 30). Cambridge University Press. (EN)
Albrecht, H.-E., 2003. Laser Doppler and Phase Doppler Measurement Techniques. Springer, Berlin, New York. (EN)
Hauf,W. - Grigull,U.: Optical methods in heat transfer. In: Advances in heat transfer. Academic Press, London 1970.
Kopecký Václav, Laserová anemometrie v mechanice tekutin / Brno : Tribun EU, 2008 (CS)
“Laser Doppler Anemometry”, Massachusetts Institute of Technology, [Online], http://web.mit.edu/ (EN)
LDA [online]. 5.2.2011 [cit. 2011-04-03]. VUT Fakulta stavební – Ústav vodních staveb. Dostupné z: < http://www.fce.vutbr.cz/VST/zubik.p/zkladn1.htm > (CS)
M. Samimy (Author), K. S. Breuer (Author), L. G. Leal (Author), P. H. Steen (Author) A Gallery of Fluid Motion 1st Edition (EN)
Raffel, M., Willert, C. E., & Kompenhans, J. (1998). Particle image velocimetry: a practical guide. Springer. (EN)
Settles, G. S.: Schlieren and Shadowgraph Techniques. Springer-Verlag Berlin 2001.
SMITS, A. J. a LIM, T. T. Flow Visualization: Techniques and examples. London: Imperial College Press, 2003. ISBN 1-86094-193-1. (EN)
Tropea, C., Yarin, A.L., Foss, J.F., 2007. Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics. Springer, Berlin. (EN)

Doporučená literatura

Pavelek, M. - Štětina, J.: Experimentální metody v technice prostředí. Skripta. VUT Brno 2007.
PAVELEK, M., JANOTKOVÁ, E., ŠTĚTINA, J. Vizualizační a optické měřicí metody. 2. vydání. Brno, Květen 2007. Dostupné z: .

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-TEP , 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Milan Pavelek, CSc.

Osnova

Měření stavu mikroklimatu a tepelné pohody prostředí.
Výzkum větrání pomocí stopových plynů a částic.
Vizualizační a optické metody. Holografie.
LDA. PIV.
Interferometrie pro objekty odrážející záření.
Teorie a praxe termovizních měření.
Stínové a clonkové metody (přestup tepla, vzduchové proudy).
Interferometrie v mechanice tekutin a přestupu tepla (desk. radiátory).
Záznam a zpracování obrazů (T-pole v místnosti).
Vyhodnocování interferenčního řádu z interferogramů (proudění z vyústek).
Vyhodnocování indexu lomu z interferogramů.
Vyjádření hustoty a teplot z indexu lomu.
Teorie podobnosti.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Ing. Jan Šíp, Ph.D.
doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Ing. Ondřej Cejpek
Ing. Milan Malý, Ph.D.

Osnova

Bezpečnostní předpisy a metody práce. Výukové videozáznamy.
Měření vlhkosti vzduchu. Měření střední radiační teploty.
Měření rychlosti proudění vzduchu. Měření tepelné pohody.
Měření klimatizační jednotky.
Měření 'T', 'w' v okolí vyústky.
Měření vyústky pomocí PIV.
Měření vlastností světla. Seřizování optických prvků a sestav.
Topografie moaré metodou. Vizualizace vzduch. proudu stínovou metodou.
Interferometrické měření přestupu tepla z deskových otopných těles.
Práce se software Interfer-Visual.
Vyhodnocení přestupu tepla z deskových otopných těles (na PC).
Vyhodnocení trajektorie neizotermního proudu vzduchu z vyústky (na PC).
Zápočty.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz