TAP - Alternativní zdroje energie, počítačové modelování a tepelná měření

Pracoviště se zabývá problematikou využívání alternativních zdrojů energie, přenosem tepla konvekcí a radiací, spalováním a matematickým modelováním různých energetických procesů. Z činností pracovní skupiny lze zmínit například tyto:

  1. Měření účinnosti vlnovcových výměníků vzduch – voda/glykol na laboratorním systému s velmi vysokou přesností měření. Chladící okruh systému je přetlakový a jeho koncepce umožňuje obousměrný přenos tepla. Simulace vstupních podmínek je dána (i) průtokem a teplotou vzduchu a (ii) teplotou, průtokem a tlakem kapaliny. Bližší informace o tomto laboratorním zařízení jsou uvedeny zde (odkaz na laboratoř G314)
  2. Bezdotykové měření teplot pomocí termovizní kamery FLIR SC640 s možností měření teplot do 2000 °C. Jedná se o kameru s vysokou citlivostí (< 0,03 °C), která dokáže vytvářet panoramatické termovizní snímky a pracovat v reálném čase (zobrazovací frekvence 30 Hz). Termosnímky jsou vytvářeny v klasickém fotografickém formátu jpg, který obsahuje veškeré teplotní informace a je možno je tedy dále termovizně zpracovávat. Rozlišení je 640 x 480 pixelů.   
  3. Počítačové modelování pomocí CFD softwarů. Tento úsek se zaměřuje na matematické modelování určitých fyzikálních a chemických dějů prostřednictvím metod CFD, DEM a CFD-DEM. Jedná se zejména o modelování procesu spalování, přenosu tepla, turbulence, multifázového proudění a kolizí pevných částic. Činnost pracoviště zahrnuje také verifikace jednotlivých teorií prostřednictvím laboratorních fyzikálních modelů.
  4. Výzkum (ko)spalovacího procesu konvenčních i nekonvenčních plynných a pevných paliv a souvisejících fyzikálních jevů (proudění, radiace, kinetika hoření apod.). Experimenty jsou prováděny na laboratorní spalovací komoře. Z praktického hlediska jsou výsledky této činnosti využitelné k optimalizaci hořáků, redukci emisí, zvyšování účinnosti, rozvoji matematických modelů a stanovení možnosti záměny paliv.
  5. Modelování energetických soustav využívajících obnovitelné zdroje energie s využitím databází pro referenční roky a dále energetická diagnostika solárních soustav a tepelných čerpadel.
  6. Diagnostika zařízení využívajících obnovitelné zdroje na základě krátkodobého měření či dlouhodobého monitorování jejich provozu pomocí měření teplot, tlaků, průtoků kapalin i plynů, měření spotřeby či produkce elektřiny, měření intenzity slunečního záření celkového a difúzního, aj.

Pracovníci TAP:

  • doc. Ing. Zdeněk Kadlec, Ph.D.
  • doc. Ing. Mojmír Vrtek, Ph.D.
  • Ing. Stanislav Honus, Ph.D.
  • Ing. Ondřej Němček, Ph.D.
  • Ing. Oldřich Kolářík

 

Přístrojové vybavení pracoviště TAP

  • Přístroje pro různé specifikace spalování (kontinuální měření teplot, tlaků, rychlostí a složení spalin – O2, CO, CO2, NO, NO2, SO2, CXHY, dále pak tahu, rosného bodu, vlhkosti paliv, sazového čísla apod.),
  • laboratorní komora pro výzkum (ko)spalování alternativních paliv, proudění a přenosu tepla s možností změny všech důležitých parametrů procesu hoření a s možností demontáže jednotlivých segmentů hořáku a dalších částí,
  • doplňkový vodní/parní okruh ke studiu vlivu spalin na oběh,
  • mobilní vstřikovací systém pro výzkum hoření pevných práškových paliv,
  • kalorimetrická měřící trať ke stanovení účinnosti kompaktních vlnovcových výměníků vzduch-voda/glykol,
  • termovizní kamera FLIR ThermaCAM SC 2000 s možností měření teplot do 2000 °C včetně software pro zpracování termogramů,
  • termovizní kamera FLIR P640 s možností měření teplot do 2000 °C,
  • Infračervené teploměry pro měření teplot až do 3000 °C,
  • řada teplotních čidel – kulový teploměr, plášťované termočlánkové teploměry - 1.třída přesnosti, tyčové odporové teploměry a párové odporové teploměry Pt100 – třída přesnosti A, dotykové teploměry pro měření povrchových teplot,…
  • laboratorní fluidní systém pro verifikování matematických modelů dvoufázového proudění a přenosu tepla,
  • dvou sekční modulární zařízení pro výzkum spalování ve fluidní vrstvě a redukce škodlivin,
  • CFD a DEM softwary (také SW pro tvorbu výpočetních sítí),
  • softwary EBSILON, EES a Matlab,
  • 3 moderní výpočetní stanice (64 GB RAM, 2 procesory X5690 & 3.47 GHz (12jádrový procesor)),
  • pyranometry CM11 a CM4, digitální detektor přímého slunečního záření SD6, anemometr pro měření rychlosti větru Ahlborn,
  • vyhodnocovací systém Advantech, HW řady ADAM4000, SW ADAMView a LabView.

Z ostatního vybavení např. tlaková čidla Honeywell, hmotnostní průtokoměr Siemens, příložný ultrazvukový průtokoměr pro kapaliny PANAMETRICS, analyzátor elektrických sítí BK-ELCOM ENA330, aj.

 

Katedra energetiky
Fakulta strojní, Vysoká škola báňská - TUO
17. listopadu 15/2172, 708 33 Ostrava - Poruba
katedraenergetiky@vsb.cz