Střední průmyslová škola strojnická Vsetín 1) Alternativní zdroje energie Obsah z předmětu: Fyzika Vedoucí maturitní práce: RNDr. Jiří Homolka Témata pro maturitní práci oboru 78-42-M/01 Technické lyceum školní rok 2013/2014 Třída: 4. B Cíl: - vytvořit základní přehled alternativních zdrojů energie a popsat jejich fyzikální princip - zaměřit se na fyzikální princip a praktické využití Peltierova článku jako poměrně málo známého alternativního zdroje energie - sestrojit model fungující na principu Peltierova článku. Výstup: Studijní materiál o alternativních zdrojích energie se zřetelem na jejich uplatnění v technické praxi a praktický model fungující na principu Peltierova článku. Výsledek: Žák vyhledá a zpracuje informace o výše uvedené problematice, vytvoří prezentaci a studijní materiál a model fungující na principu Peltierova článku. - rozdělení alternativních zdrojů energie - fyzikální principy jednotlivých alternativních zdrojů energie - smysluplné využití a uplatnění alternativních zdrojů v technické praxi - sestrojení modelu fungujícího na principu Peltierova článku. 2) Fyzika v technické praxi Obsah z předmětu: Fyzika Vedoucí maturitní práce: RNDr. Jiří Homolka Cíl: - popíše význam fyziky pro technickou praxi - věnuje se konkrétním fyzikálním aplikacím z mechaniky, hydromechaniky, optiky, termodynamiky a atomové fyziky v technických zařízeních - sestrojí model stroje či zařízení, na kterém názorně ukáže uplatnění fyzikálních zákonů. Výstup: Studijní materiál o fyzikálních aplikacích v technické praxi včetně modelu využitelný v hodinách fyziky na středních školách jako doplněk výuky. Výsledek: Žák vyhledá a zpracuje informace o výše uvedené problematice, vytvoří prezentaci a studijní materiál a sestrojí model stroje či zařízení fungující na určitém fyzikálním principu. - fyzika a technická praxe - fyzikální aplikace z mechaniky, hydromechaniky, optiky, termodynamiky a atomové fyziky v technických zařízeních - model stroje či zařízení, který funguje na principu fyzikálních zákonů. 1
3) Kyslíkaté deriváty uhlovodíků se zaměřením na ethanol Obsah z předmětu: Chemie Vedoucí maturitní práce: RNDr. Miroslava Pospíšilíková - představit jednotlivé skupiny oxoderivátů - uvést významné zástupce skupin a jejich využití - zaměřit se na ethanol, jeho výrobu a využití - provést destilaci lihu ve školní laboratoři - realizovat exkurzi v pálenici. Výstupem je teoretické zpracování zadání práce dle stanovené metodiky a obsahu, představení důležité skupiny organických látek, sestavení počítačové prezentace k obhajobě práce. Výsledkem práce je sumarizace poznatků o kyslíkatých derivátech uhlovodíků a zvláště o důležitém zástupci alkoholů, o ethanolu. Práce je rozšířena o experimentální činnost v chemické laboratoři a poznatky z odborné exkurze. - charakteristika alkoholů, fenolů, etherů, karboxylových kyselin - důležití zástupci skupin - ethanol užitečný i škodlivý - příprava ethanolu ve školní chemické laboratoři - poznatky z exkurze v lihovaru. 4) Budoucnost biomasy Obsah z předmětu: Chemie Vedoucí maturitní práce: RNDr. Miroslava Pospíšilíková - definovat biomasu, uvést její druhy - popsat způsoby využití biomasy - uvést pozitivní a negativní důsledky používání biomasy - představit nová technologická zařízení pro využití biomasy - realizovat exkurzi ve firmě využívající biomasu. Výstupem je teoretické zpracování zadání práce dle stanovené metodiky a obsahu, definování biomasy a předvedení jejího využití dnes a v budoucnosti, sestavení počítačové prezentace k obhajobě práce. Výsledkem práce je sumarizace poznatků o biomase a jejím využití. V práci je uvedeno zamyšlení nad možnými důsledky využívání biomasy. Práce je rozšířena o příklady nových technologických zařízení využívajících biomasu a poznatky z exkurze v odborné firmě. - definice biomasy, druhy - možnosti využití biomasy dnes a v budoucnosti - stinné stránky získávání a používání biomasy - nová technologická zařízení pro využití biomasy - porovnání výhřevnosti biomasy s jinými druhy paliv - exkurze v odborné firmě. 2
5) Příprava teplé vody v rodinném domku s využitím fototermického zařízení Obsah z předmětu: Elektrotechnika Vedoucí maturitní práce: Ing. Rudolf Mostecký - popsat smysl používání fototermických soustav k výrobě tepelné energie - vysvětlit funkci fototermických kolektorů a konstrukci používaných soustav pro přípravu teplé vody - provést rámcový návrh sestavení soustavy pro přípravu teplé vody pro obyvatele rodinného domku. Výstupem je zpracování teoretické části práce dle stanovené metodiky, sestavení počítačové prezentace práce k její obhajobě, oba dokumenty mohou sloužit učiteli jako výuková pomůcka při výuce uvedeného tématu v předmětu Elektrotechnika 3. ročník. Výsledkem práce je rámcový návrh řešení fototermické soustavy pro ohřev teplé vody v rodinném domku s použitím dostupných technických prvků a výrobků na našem trhu, provedení jednoduché výkresové dokumentace uvedeného návrhu. - princip fototermické přeměny slunečního záření - druhy, princip, základní konstrukce fototermických kolektorů - sestavení a využití jednotlivých druhů fototermických soustav - praktický rámcový návrh soustavy pro ohřev teplé vody v rodinném domku. 6) Problematika nasazení kogeneračních jednotek při výrobě tepla a elektřiny Obsah z předmětu: Elektrotechnika Vedoucí maturitní práce: Ing. Rudolf Mostecký - uvést princip energetické kogenerace a její výhody - popsat funkci a základní prvky konstrukce kogenerační jednotky - uvést klady a zápory při jejím provozování v praxi - zhodnotit provoz jednotek z hlediska vlivů na životní prostředí. Výstupem je zpracovaná práce dle stanovené metodiky, sestavení počítačové prezentace práce k její obhajobě, oba dokumenty mohou sloužit učiteli jako výuková pomůcka při výuce uvedeného tématu. Výsledkem práce je posouzení provozu kogeneračních jednotek pro výrobu tepla a elektřiny u konkrétního výrobce, pochopení a vysvětlení funkce a činností kogenerační jednotky, uvedení přehledu prakticky používaných jednotek, diskuze některých otázek vztahujících se k problematice provozu jednotek. - princip a význam kogenerační výroby elektřiny a tepla - druhy, princip a konstrukce kogeneračních jednotek - problematika provozu kogeneračních jednotek, jejich ekonomičnost a vlivy na životní prostředí. 3
7) Elektronické napájecí zdroje Obsah z předmětu: Elektrotechnika Vedoucí maturitní práce: Ing. Rudolf Mostecký - vysvětlit základní úkoly a funkce napájecích zdrojů v elektronických zařízeních - popsat jednotlivé konstrukční druhy zdrojů, vysvětlit jejich zapojení a princip funkce rozhodujících obvodových součástek těchto zdrojů - objasnit požadavky a základní pravidla při návrhu jednoduchého elektronického zdroje. Výstupem je zpracování teoretické části práce dle stanovené metodiky, sestavení počítačové prezentace práce k její obhajobě, oba dokumenty mohou sloužit učiteli jako výuková pomůcka při výuce uvedeného tématu. Práce může sloužit i žákovi jako podklad při řešení podobného problému při dalším studiu a v zaměstnání. Výsledkem práce je posouzení významu a úlohy napájecích elektronických zdrojů, diskuze jejich parametrů a vhodnosti použití v konkrétních elektronických zařízeních, uvedení pravidel a stanovení vstupních podmínek při jejich návrhu. - napájení elektronických zařízení - druhy a princip používaných napájecích zdrojů v praxi - součástková základna pro vytvoření napájecího zdroje - požadavky, pravidla, metodická doporučení - při návrhu jednoduchého napájecího zdroje. 8) Funkce a 3D model čerpadla Obsah z předmětu: CAD systémy Vedoucí maturitní práce: Ing. Martin Baričák Cílem maturitní práce je srozumitelný popis konstrukce a funkce různých typů čerpadel využívaných v průmyslových zařízeních i v domácnosti. Výstupem je zpracování technické zprávy, 3D modelu vybraného zařízení, výkresové dokumentace a počítačové prezentace k obhajobě maturitní práce. Výsledkem je, že žák vytváří modely součástí a sestavy čerpadla, používá internet a odbornou literaturu k získání potřebných informací, analyzuje různé informační zdroje a využívá aplikační programy pro 3D modelování a vytváření 2D výkresů. - rozdělení čerpadel podle jejich principu - využívané materiály a moderní technologie - tvorba 3D modelů Inventor - výrobní výkresy Inventor (CAD) - výkres sestavení Inventor (CAD). 4
9) Moderní nástroje pro soustružení a frézování Obsah z předmětu: CAD systémy Vedoucí maturitní práce: Ing. Martin Baričák Cílem maturitní práce je vytvoření přehledného členění různých typů nástrojů pro obrábění s využitím moderních technologií. Výstupem je zpracování technické zprávy, 3D modelů vybraných nástrojů, výkresové dokumentace a počítačové prezentace k obhajobě maturitní práce. Výsledkem je, že žák vytváří modely nástrojů pro soustružení a frézování, používá internet a odbornou literaturu k získání potřebných informací, analyzuje různé informační zdroje a využívá aplikační programy pro 3D modelování a vytváření 2D výkresů. - rozdělení nástrojů pro soustružení - rozdělení nástrojů pro frézování - tvorba 3D modelů Inventor - výrobní výkresy Inventor (CAD). 10) Kotoučový nůž Obsah z předmětu: Strojnictví Vedoucí maturitní práce: Ing. Miroslav Václavík Cílem praktické maturitní práce je popis, zhodnocení, konstrukce a prezentace vytvořeného modelu kotoučového nože. Výstupem je zpracování technické zprávy k problematice tohoto typu řezného nástroje, určení hlavních rozměrů nástroje prostřednictvím výpočtu, výrobní výkres nástroje, 3D model v programu Inventor a počítačová prezentace k obhajobě maturitní práce. Výsledkem je to, že žák zpracovává výpočtové podklady pro návrh nástroje a využívá aplikační programy pro podporu projektové a konstrukční přípravy výroby. - popis a využití nástroje - výpočtová část pro stanovení rozměrů nástroje - zhotovení výrobního výkresu nástroje CAD (Inventor) - zhotovení 3D modelu nástroje v programu Inventor. 11) Konstrukce tvarové frézy Obsah z předmětu: Strojnictví Vedoucí maturitní práce: Ing. Miroslav Václavík Cílem praktické maturitní práce je popis, zhodnocení, konstrukce a prezentace vytvořeného modelu tvarové frézy. Výstupem je zpracování technické zprávy k problematice tohoto typu řezného nástroje, určení hlavních rozměrů nástroje prostřednictvím výpočtu, výrobní výkres nástroje, 3D model v programu Inventor a počítačová prezentace k obhajobě maturitní práce. Výsledkem je to, že žák zpracovává výpočtové podklady pro návrh nástroje a využívá aplikační programy pro podporu projektové a konstrukční přípravy výroby. - popis a využití nástroje - výpočtová část pro stanovení rozměrů nástroje - zhotovení výrobního výkresu nástroje CAD (Inventor) - zhotovení 3D modelu nástroje v programu Inventor. 5
12) Vodní díla a vodní turbíny Obsah z předmětu: Strojnictví Vedoucí maturitní práce: Ing. Lubomír Dočkal - vysvětlit podstatu využití nevyčerpatelných zdrojů energie - vodních děl - uvést historii vzniku, jednotlivé druhy a konstrukční řešení vodního díla - objasnit historii vzniku vodních motorů - vysvětlit použití, volbu, jednotlivé konstrukční části a princip nejpoužívanějších vodních turbín - objasnit využití vodní energie v ČR - seznámit s používanými vodními turbínami v našem městě a blízkém okolí - uvést vliv hlavně velkých vodních děl na životní prostředí na názorném příkladu. Výstupem je teoretické zpracování zadání práce dle stanovené metodiky a obsahu formou prezentace na PC obhajobě maturitní práce, zodpovězení základních otázek pro využití jednoho z mnoha nevyčerpatelných zdrojů energie - vodního díla. Výsledkem práce je provedení obsáhlejšího přehledu o vodních dílech a vodních turbínách, jejich historii, o konstrukčních řešeních s použitím odborné terminologie, o volbě těchto vodních motorů vzhledem k typům přehrad s respektováním ekonomických, ekologických a bezpečnostních hledisek. - úvod - nevyčerpatelné zdroje energie - historie a druhy vodních děl - historie vzniku vodních motorů - rozdělení, popis, princip, volba a účinnost vodních turbín - využití vodní energie v České republice - vodní díla a turbíny na Valašsku - vodní díla versus životní prostředí. Ve Vsetíně dne 18. 9. 2013 Ing. Mgr. Jarmila Minaříková v. r. ředitelka školy 6