Detail předmětu

Experimentální metody II

FSI-IEEAk. rok: 2023/2024

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. Jan Jedelský, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Vstupní znalosti

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

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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

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.
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.

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 N-ETI-P magisterský navazující

    specializace TEP , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace ENI , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace FLI , 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Milan Malý, Ph.D.
Ing. Marek Scholler
Ing. Ondřej Cejpek
doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
doc. Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D.
Ing. Ondřej Pech, Ph.D.

Osnova

Úvod, Teorie a praxe termovizních měření

Vizualizační metody, zpracování obrazu

Dopplerovské metody (LDA/PDA)

Kouřová vizualizace a PIV

Měření stavu mikroklimatu, aplikované postupy

Metody pro měření tepelného komfortu a tepelného stavu lidského těla

Měření tepelného komfortu v kabině dopravních prostředků

Aerosoly ve vnějších a vnitřních prostorech, jejich měření a expoziční limity.

Principy přístrojů pro generování a měření aerosolů

Blower door test – test neprůvzdušnosti obálky budovy

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
doc. Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D.
Ing. Marek Scholler
Ing. Ondřej Cejpek
Ing. Ondřej Pech, Ph.D.
Ing. Milan Malý, Ph.D.

Osnova

Praktické ukázky termovizních měření, Bezpečnost práce s lasery

Vyhodnocování termogramů na počítači.

Experiment s vysokorychlostní stínografií, vyhodnocení záznamů

Praktické měření pomocí Fázové Dopplerovské Anemometrie

Aplikace PIV metody na automobilovou vyústku

Praktický pokus s měřením teploty vzduchu, vlhkosti a rychlosti proudění a jejich vliv na člověka. Vyhodnocení a závěry.

Příprava pokusu s měření tepelného komfortu v kabině vozidla. Studenti určí jak pokus udělají (design of experiment), sami určí, které veličiny a postupy zvolí a pokus v komoře nachystají na měření.

Pokus s měření tepelného komfortu v kabině vozidla, vyhodnocení pokusu, závěry plynoucí z výsledků.

Metody pro vyhodnocení vláknitých aerosolů v pracovním prostředí, Optický čítač a aerodynamický spektrometr částic

Měření filtrační účinnosti respirátorů a filtrů

Příprava měření neprůvzdušnosti obálky budovy dle ČSN EN 13829

Měření a vyhodnocení neprůvzdušnosti obálky budovy dle ČSN EN 13829

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz