Title
Development of measuring apparatus for determination of thermodynamic properties of mineral raw materials for design of process and treatment plants
Code
SP2025/005
Solver
Supervisor
prof. Ing. Jan Nečas, Ph.D.
Solution period
01. 01. 2025 - 31. 12. 2025
Summary
Thermodynamic properties of particulate materials are important parameters of industrial processes. Their knowledge is crucial for the design of process equipment such as chillers or heaters and, in general, for a deeper understanding of all processes where heat exchange with particulate matter occurs. At present, the thermal properties of bulk materials are estimated using empirical relationships that take into account to varying degrees some of the spectrum of variable properties of particulate materials, such as: particle size and shape, porosity, degree of consolidation, moisture content, etc. The project will propose a measurement methodology and design of equipment for measuring thermodynamic parameters of bulk solids depending on their different states. A series of experiments will be carried out to investigate the suitability of the methodology used, the effect of material type and particle size of the particulate material and other powder material parameters on the resulting thermal conductivity. These properties of particulate substances are often requested by industrial partners producing, for example, cement coolers. The aim of the project is to investigate the dependence of thermodynamic parameters on sample temperature, granulometric and morphological composition, moisture content, degree of consolidation and other variables that can enter and significantly influence the whole process system.
Team of the project
Ing. et Ing. Jiří Dobiáš
prof. Ing. Jan Nečas, Ph.D.
Ing. Jakub Hlosta, Ph.D.
Ing. David Žurovec, Ph.D.
Ing. Radim Friedl
Bc. František Kopecký
Mgr. et Mgr. Kamila Pokorná
Goal of the project
Cílem projektu je navrhnout a sestrojit měřící aparaturu pro měření termodynamických vlastností (koeficientu tepelné vodivosti) partikulárních materiálů. Výsledky projektu, průvodní měření, experimenty a dosažené výsledky budou prezentovány formou publikací ve vybraných odborných časopisech databáze Scopus nebo Web of Science.
Budou vytipovány partikulární materiály, u kterých bude provedena analýza mechanicko-fyzikálních, granulometrických a morfologických vlastností (vnitřní tření, tokovost, kompresibilita, permeabilita, distribuce velikosti částic, tvar částic, vlhkost, atp.). Tyto materiály budou pak experimentálně zkoumány v navrženém zařízení a výsledná data v podobě průběhu teplot v materiálovém loži a výsledných koeficientů tepelné vodivosti budou porovnávána s vlastnostmi testovaných surovin. Zde se budou hledat základní zákonitosti mezi termodynamickými, mechanicko-fyzikálními a chemickými vlastnostmi surovin. Získaná data a poznatky pak budou publikována a budou sloužit odborné veřejnosti v oblasti materiálového a procesního inženýrství. Dále budou výstupy projektu použity při spolupráci s průmyslovými partnery řešitelů.
Plánované výsledky projektu:
- Funkční vzorek
- 1 x článek s IF indexovaný ve Web of Science