Detail předmětu

Aplikovaná fyzika

FAST-NBA007Ak. rok: 2022/2023

Pórovitá struktura látek, sorpční izotermy, hydrostatika třífázového systému, Fourierovy a Fickovy rovnice tranportu tepla a vlhkosti, kombinovaný transport tepla a vlhkosti v pórovitých stavebních materiálech, klasický Glaserův kondenzační model, zobecněný Glaserův kondenzační model v neizotermických podmínkách.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

prof. RNDr. Tomáš Ficker, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyziky (FYZ)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Studenti zvládnou cíl předmětu, tj. osvojí si pokročilejší výpočetní metody tepelného odporu stavebních konstrukcí se zahrnutím teplotně závislého součinitele tepelné vodivosti. Osvojí si také pokročilejší výpočetní metody kondenzace ve stavebních konstrukcích pomocí zobecněných neizotermálních transportních rovnic.

Prerekvizity

Základní znalosti fyziky, základní znalosti matematické analýzy, základní znalosti tepelné techniky budov, základní znalosti akustiky vnitřních prostor.

Osnovy výuky

1. Typy pórů, pórovitost, vzdušná vlhkost absolutní a relativní, fyzisorpce a chemisorpce.
2. Sorpční izotermy: (a) Harkinse a Juryho, (b) Langmuira, (c) Brunauera, Emmeta a Tellera (BET).
3. Třífázový systém, potenciál pórové vody, retenční čára vlhkosti.
4. Měřící metody, hystereze retenční čáry, rozbor retenčních čar.
5. Základy nerovnovážné termodynamiky.
6. Fenomenologické transportní rovnice, Fourierovy rovnice vedení tepla.
7. Nelineární teplotní profily ve stavebních konstrukcích.
8. Fickovy rovnice difúze a jejich řešení.
9. Izotermická a neizotermická difúze.
10. Nelineární tlakové profily vodní páry v konstukcích.
11. Termodifúze (Soretův jev), transport vlhkosti ve třech vlhkostních oblastech: pod-hygroskopické, hygroskopické a nad-hygroskopické.
12. Klasický a zobecněný Glaserův kondenzační model.
13. Vnitřní akustika.

Učební cíle

1) Osvojení pokročilejších výpočetních metod tepelného odporu stavebních konstrukcí se zahrnutím teplotně závislého součinitele tepelné vodivosti.
2) Osvojení pokročilejších výpočetních metod kondenzace ve stavebních konstrukcích pomocí zobecněných neizotermálních transportních rovnic.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

T. Ficker, Aplikovaná fyzika, modul 4, Akustika vnitřních prostor, FAST VUT, Brno, 2004 - skriptum (CS)
T. Ficker, Aplikovaná fyzika, modul 3, Tepelné záření ve stavebních konstrukcích, FAST VUT, Brno, 2004 - skriptum. (CS)
T. Ficker, Aplikovaná fyzika, modul1, Vedení tepla ve stavebních konstrukcích, FAST VUT, 2008 - skriptum. (CS)
T. Ficker, Příručka stavební tepelné techniky, akustiky a denního osvětlení, CERM, Brno, 2004 (CS)

Doporučená literatura

Literatura doporučená studentům je totožná s literaturou základní k tomuto předmětu. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIS magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program NPA-SIS magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program NKC-SIS magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. RNDr. Tomáš Ficker, DrSc.

Osnova

1. Typy pórů, pórovitost, vzdušná vlhkost absolutní a relativní, fyzisorpce a chemisorpce. 2. Sorpční izotermy: (a) Harkinse a Juryho, (b) Langmuira, (c) Brunauera, Emmeta a Tellera (BET). 3. Třífázový systém, potenciál pórové vody, retenční čára vlhkosti. 4. Měřící metody, hystereze retenční čáry, rozbor retenčních čar. 5. Základy nerovnovážné termodynamiky. 6. Fenomenologické transportní rovnice, Fourierovy rovnice vedení tepla. 7. Nelineární teplotní profily ve stavebních konstrukcích. 8. Fickovy rovnice difúze a jejich řešení. 9. Izotermická a neizotermická difúze. 10. Nelineární tlakové profily vodní páry v konstukcích. 11. Termodifúze (Soretův jev), transport vlhkosti ve třech vlhkostních oblastech: pod-hygroskopické, hygroskopické a nad-hygroskopické. 12. Klasický a zobecněný Glaserův kondenzační model. 13. Vnitřní akustika.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Luboš Jakubka
Ing. Michal Matysík, Ph.D.
Mgr. Iveta Plšková, Ph.D.
doc. Mgr. Ivo Kusák, Ph.D., MBA
Ing. Houssam Mahmoud, Ph.D.

Osnova

Témata a náplň laboratorních cvičení: 1. Stanovení měrné tepelné kapacity pevných látek kalorimetrem (měření) 2. Stanovení součinitele teplotní roztažnosti pevných látek (měření) 3. Stanovení měrné tepelné vodivosti cihly nestacionární metodou (měření) 4. Stanovení adiabatické Poissonovy konstanty vzduchu (měření) 5. Stanovení topného faktoru tepelného čerpadla (měření) 6. Frekvenční závislost činitele zvukové pohltivosti (měření) 7. Frekvenční analýza zvuku (měření) 8. Doba dozvuku v místnosti (měření) 9. Stanovení drsnosti lomových ploch konfokálním mikroskopem (měření) Během celého semestru studenti řeší zadaný soubor numerických problémů a svoje výsledky průběžně odevzdávají ke kontrole učitelům, aby provedli kontrolu výsledků.