Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství, Energetický ústav Odbor termomechaniky a techniky prostředí EXPERIMENTÁLNÍ METODY I Pro studenty 4. ročníku Energetického ústavu prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. Brno 2013 Technická 2 A2 / 302 pavelek@fme.vutbr.cz Tel.: 5 4114 3272 http://ottp.fme.vutbr.cz
ÚVOD DO PROBLEMATIKY Experimentální metody umožňují: Poznávání stavů objektů Získávání informací pro návrh, a uvádění do provozu zařízení, pro posuzování výkonu či kvality zařízení a pro regulaci zařízení Získávání podkladů k dosažení optimálního stavu objektů Experimentální metody I navazují na základní znalosti posluchačů z oblasti měření, regulace, ale i na znalosti z oblasti hydrodynamiky, termodynamiky a přenosu tepla. Výstavy měřicí techniky na BVV Experimentální metody I jsou na Energetickém ústavu zaměřeny na: Měření ve Fluidním inženýrství Měření v Technice prostředí Měření v Energetickém inženýrství JEDNÁ SE PŘEVÁŽNĚ O MĚŘENÍ V TEKUTINÁCH 2
PŘEDMĚT EXPERIMENTÁLNÍ METODY I GARANT: VÝUKA: ZAJIŠŤUJE: prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. PŘEDNÁŠEJÍCÍ: prof. Ing. Milan Pavelek, CSc. doc. Ing. Josef Štětina, Ph.D. HODNOCENÍ: Přednášky - 2 hod. týdně Laboratorní cvičení - 2 hod. týdně, 3 laboratoře (laboratorní úlohy, zpracování u PC, 3 TESTY) Klasifikovaný zápočet automaticky z bodů ze 3 laboratoří Opravný termín zápočtu (Pavelek) * nutno se přihlásit na síti * 2 teoretické otázky 75 min * ústní pohovor Energetický ústav - OTTP Dále pracoviště zajišťuje: Obor Technika prostředí Doktorandské studium Rozsáhlý výzkum 3
STUDIJNÍ MATERIÁLY Pavelek, M. - Štětina, J.: Experimentální metody v technice prostředí. Skripta. VUT v Brně, Brno 2007. Pavelek, M. - Janotková, E. - Štětina, J.: Vizualizační a optické měřicí metody. Hypertextová skripta. FSI VUT v Brně, Brno 2007. http://ottp.fme.vutbr.cz/~pavelek/optika/. 4
ČASOVÝ PLÁN PŘEDNÁŠEK - 1 PODROBNÁ UČEBNÍ OSNOVA A ČASOVÝ PLÁN PŘEDNÁŠEK Z PŘEDMĚTU EXPERIMENTÁLNÍ METODY I 4. Ročník. Rozsah 2/2, klasifikovaný zápočet 1. TÝDEN: Základní pojmy a metody práce. Zajištění kvality měření a reprodukovatelnosti výsledků měření. Význam a aplikace norem v oblasti měření. 2. TÝDEN: Zpracování výsledků měření. Chyby a nejistoty měření typu A, B, C. Používat jen autorizované texty - Pavelek, Štětina 3. TÝDEN: Principy měření neelektrických veličin. Měření teplot. Měření tlaků v tekutinách. Převody měřených signálů na elektrické. http://ottp.fme.vutbr.cz/~pavelek/vyuka.htm 5
ČASOVÝ PLÁN PŘEDNÁŠEK - 2 4. TÝDEN: Měření vlhkosti vzduchu. Měření rychlostí proudění tekutin a turbulence. 5. TÝDEN: Měření průtoků tekutin. Měření tepelných toků vedením, konvekcí a zářením. 6. TÝDEN: Měření znečištění ovzduší. Měření hluku. Měření světelných veličin. Měření ionizujícího záření. Měření tepelného stavu mikroklimatu. 7. TÝDEN: Měření proudového zatížení elektromotorů. Měření otáček rotačních strojů. Měření vibrací. 8. TÝDEN: Měření elektrických veličin - napětí, proudu, odporu, kapacity, indukčnosti a frekvence. Úpravy elektrických signálů v převodnících. Digitální a analogové signály. Zesilovače a filtry. 9. TÝDEN: Vizualizační experimenty. Zviditelnění proudění sledováním upravených povrchů a zaváděním látek do tekutiny. Metoda PIV. Optické vizualizační metody. Termovize. http://ottp.fme.vutbr.cz/~pavelek/vyuka.htm 6
ČASOVÝ PLÁN PŘEDNÁŠEK - 3 10. TÝDEN: Vlastnosti snímačů a měřicích zařízení. Volba typu, konstrukce, umístění a ochrany měřicích zařízení z hlediska měřeného prostředí, odezvy (statické a dynamické charakteristiky) a elektromagnetické kompatibility (rušení). 11. TÝDEN: Počítačové měřicí a řídicí systémy. Laboratorní a průmyslové systémy. Automatizace a aplikace počítačů při sběru dat, řízení procesu měření a provozu zařízení. Porovnání analogových zařízení s digitálními a počítačovými systémy. Průmyslové sběrnice a převodníky. 12. TÝDEN: Měřicí systémy složené z autonomních přístrojů a jejich integrace s počítači. Centralizované systémy se zásuvnými kartami do počítačů. Distribuované průmyslové systémy. Mobilní měřicí systémy. Praktické aplikace. 13. TÝDEN: Software pro měření a řízení. Použití měřicího software (LabVIEW, Control Web, Bridge View). Programování počítačových měřicích systémů (Pascal, Delphi). Seznámení s průmyslovými aplikacemi. http://ottp.fme.vutbr.cz/~pavelek/vyuka.htm 7
ZAJIŠTĚNÍ VÝUKY ZAJIŠTĚNÍ PŘEDNÁŠEK: prof. Pavelek - 1. až 9. týden Základní pojmy a metody práce Měření neelektrických veličin Měření elektrických veličin Vizualizační metody - 2D, 3D měření doc. Štětina - 10. až 13. týden Vlastnosti snímačů a měřicích zařízení Počítačové měřicí a řídicí systémy Softwarové nástroje pro měření a řízení ZAJIŠTĚNÍ CVIČENÍ: 1. týden Organizace a bezpečnost práce (doc. Habán) A2-312 2. - 4. týden Fluidní inženýrství (doc. Habán, 2337) C3-207 5. - 8. týden Technika prostředí (Ing. Hejčík, 3284) A2-312 9. - 12. týden Energetické inženýrství (Ing. Šnajdárek, 2591) A3-734 13. týden Klasifikovaný zápočet dle bodů z laboratoří na síti Zk. období Opravné termíny vypsané prof. Pavelkem na síti 8
EXPERIMENTÁLNÍ METODY I, PREZENTACE - PAVELEK 1. Základy měření 2. Zpracování měření 3. Měření teplot 4. Měření tlaků 5. Měření vlhkosti vzduchu 6. Měření rychlostí proudění 7. Měření průtoků 8. Měření tepelných toků 9. Měření znečištění ovzduší 10. Měření hluku 11. Měření světelných veličin 12. Měření ionizujícího záření 13. Měření tepelného stavu mikroklimatu 14. Provozní měření rotačních strojů 15. Měření elektrických veličin 16. Vizualizace proudění Experimenty jsou základem poznání 17. Optické vizualizační metody 18. Vizualizace teplotních polí na povrchu těles 9