Schválené projekty 2017

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2017

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 54 573 242 Kč

Z toho 2.5% - 1 364 331 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 210 137
EKF  3 929 534
FAST  2 465 732
FS  9 344 630
FEI 13 996 004
HGF  5 272 251
FMMI  7 123 785
VC  8 743 333
CP  1 123 505
CELKEM 53 208 911

KódSP2017/72
Název projektuRozvoj v oblasti výzkumu spalování alternativních paliv ve fluidní vrstvě
ŘešitelHonus Stanislav doc. Ing., Ph.D.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2017 - 31.12.2017
Předmět výzkumuOblast, k níž se projekt vztahuje:
Zaměření předkládaného projektu spočívá v realizaci a vývoji zařízení pro fyzikální simulace spalování ve fluidní vrstvě, sorpce a záchytu škodlivin a následné výzkumné činnosti na tomto zařízení.
Využití fluidních kotlů se v celosvětovém měřítku dostává do popředí, a to především díky jejich provozní spolehlivosti a možnosti využívat rozličné typy paliv ve velkém rozsahu složení, výhřevností a granulometrie. Tento typ spalovacích zařízení navíc disponuje velkým rozsahem a možností regulace výkonu – v řádu 30 až 100 %. Díky provozním teplotám a fyzikálním pochodům, ke kterým ve fluidních kotlích dochází, vykazují tyto velmi efektivního přenosu tepla a hmoty v ohništi při velmi nízké produkci emisí. Z pohledu ekologicko-ekonomického lze pozitivně hodnotit možnost spalovat odpadní biomasu a vedlejší zemědělské, lihovarnické, nebo lesnické produkty, které nemají lepší ekonomické využití a jsou hojně dostupné.
S ohledem na výše uvedené je možné konstatovat, že budoucnost využívání těchto typů energetických zařízení je evidentní, stejně jako jejich vývoj a s tím spojený výzkum procesu spalování různých paliv ve fluidní vrstvě. Dlužno dodat, že vzhledem k současné legislativní pozici EU a přijetí normativních zákonů, které zpřísňují produkci škodlivin z energetických zdrojů u velkých a středních jednotek, je zapotřebí hledat principy, technologie a postupy, jak spalovací zařízení provozovat dle požadovaných legislativních kritérií. Oblasti, k nimž se předkládaný projekt váže, jsou tedy vysoce aktuální.

Specifikace projektu:
Projekt si klade za cíl vyvinout fyzikální model spalovacího zařízení se stacionární fluidní vrstvou, který by byl následně využíván jak v rámci výzkumné činnosti, tak výuky studentů energetických oborů. Vzhledem k typům a provedením fluidních spalovacích zařízení se nabízí velká škála konstrukčních a provozních řešení, proto je záměrem vytvořit laboratorní jednotku modulárního typu s možností regulace příkonu paliva, spalovacího vzduchu a teplotních poměrů ve spalovacím prostoru. Zařízení bude osazeno snímači pro kontinuální měření vybraných fyzikálních veličin (teploty, tlaky, průtoky) za různých podmínek spalování. Stěny spalovacího prostoru budou z žárupevného skla z důvodu optické diagnostiky procesu. Tepelný příkon bude v rozmezí 0,5–2,0 kW. Složení spalin bude měřeno stávajícím analyzátorem a teplotní pole termovizní kamerou.
Zařízení bude využíváno pro dvě výzkumné oblasti: (i) studium procesu hoření různých paliv a přidružených jevů ve fluidní vrstvě a (ii) výzkum aktivních koksů z hlediska efektivity sorpce škodlivin ve spalinách. Unikátnost experimentů prováděných na tomto zařízení bude spočívat mj. v testování různých alternativních paliv a alternativních sorbentů, které jsou vyprodukovány z procesů zplyňování a pyrolýzy. Využití těchto produktů v energetickém průmyslu má obecně velký výzkumný potenciál, neboť pyrolýzní a zplyňovací procesy jsou v současnosti vysoce perspektivní, a to zejména v oblasti tepelného zpracování odpadů a biomasy.

Konkrétní cíle projektu lze shrnout v následujících bodech:
1. Navrhnout a zrealizovat prototypový fyzikální model fluidního spalovacího zařízení a rozšířit tak laboratorní zázemí Katedry energetiky Fakulty strojní pro výzkumnou i výukovou činnost.
2. Získat charakteristiky hoření alternativních paliv ve fluidní vrstvě s ohledem na různé podmínky spalovacího procesu.
3. Definovat sorpční vlastnosti různých alternativních aktivních koksů.
4. Specifikovat požadavky pro bezproblémový průběh spalování různých paliv ve fluidní vrstvě.
5. Na základě experimentálně získaných dat vytvořit reprezentativní matematické modely zkoumaných jevů vč. jejich verifikace
6. Získané poznatky publikovat v prestižních vědeckých časopisech.

Souhrn oblastí, kterých se bude výzkum týkat:
- kinetika spalovacích procesů,
- matematické modelování,
- potenciál využití produktů tepelných procesů jakožto alternativních paliv v energetice a sorbentů pro redukci nečistot ve spalinách,
- fyzikální, chemické a spalovací vlastnosti paliv.

Časový plán:
02/2017
Koncepční a konstrukční návrh prototypového systému.
Studium problematiky ze současných literárních zdrojů.

03–05/2017
Započetí realizačních prací.
Začátek rešeršní činnosti pro budoucí publikace.

06/2017
Testovací provoz a zkoušky zařízení vč. případných konstrukčních úprav.
Detailní plánování ostrých experimentů.
Příprava vzorků pro testy.
Přípravné práce na matematických simulacích zkoumaných dějů.

07–12/2017
Ostrý provoz – experimentální měření.
Vyhodnocování a interpretování naměřených dat.
Rozvoj matematických modelů jednotlivých dějů a jejich verifikace prostřednictvím experimentálně získaných dat.
Vyvozování závěrů.
Tvorba publikací na základě výše uvedeného.
Členové řešitelského týmuIng. Mário Balco, Ph.D.
Ing. Pavel Dvořák
Ing. Radim Fojtů
Ing. Jaroslav Frantík, Ph.D.
Ing. Pavel Friedel
Ing. Helena Hladká
doc. Ing. Stanislav Honus, Ph.D.
Ing. Simona Jursová, Ph.D.
Ing. Jan Kielar
doc. Ing. Kamil Kolarčík, CSc.
prof. Ing. Pavel Kolat, DrSc.
Ing. Václav Lysek
Bc. Václav Maršálek
Ing. Ondřej Němček, Ph.D.
Bc. Robert Olejník
Ing. Ondřej Palička
Ing. Petr Pavlík, Ph.D.
Ing. Václav Pospíšilík
Ing. Zdeněk Šmída
Ing. Ondřej Štukavec
Ing. Zuzana Vávrová
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)Funkční fyzikální model spalovacího zařízení se stacionární fluidní vrstvou.
Inovace předmětů Přenos tepla a hmoty a Ochrana životního prostředí prostřednictvím zavedení nových laboratorních úloh.
Literární rešerše.
Návrhy postupů nových experimentů vč. laboratorních úloh pro studenty.
Postupy tvorby pokročilých matematických modelů daných dějů.
Publikace výsledků v časopisech evidovaných v RIV.
Výstupy z oblasti aplikovaného výzkumu.

Konkretizace:
2x článek v časopise s impakt faktorem, 3x článek ve sborníku evidovaném v databázi SCOPUS, 1x funkční vzorek

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
0,-0,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)0,-0,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia230000,-230000,-
3. Materiálové náklady86000,-227852,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek107372,-85663,-
5. Služby98000,-71662,-
6. Cestovní náhrady45000,-0,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory70797,-70796,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)70796,-21992,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady707965,-
Uznané náklady707965,-
Celkem běžné finanční prostředky707965,-707965,-