Schválené projekty 2019

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2019

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 55 404 010 Kč

Z toho 0,18 % - 99 192 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 433 100
EKF  3 711 635
FAST  2 600 000
FS   8 127 164
FEI 15 797 594
HGF   5 859 651
FMT  7 597 824
VC 10 177 850
CELKEM 55 304 818

KódSP2019/156
Název projektuVýzkum specifických oblastí energetiky a životního prostředí
ŘešitelHonus Stanislav doc. Ing., Ph.D.
Školitel projektu
Období řešení projektu01.01.2019 - 31.12.2019
Předmět výzkumuProjekt je tvořen dvěma moduly (A a B), které budou řešeny samostatně.

MODUL A – Výzkum vlivu rázových jevů na objemové kompresory a optimalizace kuželových průtokoměrů
Zodpovědný řešitel: doc. Ing. Stanislav Honus, Ph.D.
Celkový rozpočet: 554 627 Kč

MODUL B – Mezioborový přístup k řešení energetických problémů
Zodpovědný řešitel: prof. Ing. Dagmar Juchelková, Ph.D.
Celkový rozpočet: 370 000 Kč

----------------------------------------------------------------------------

MODUL A:
Projektový modul se zaměřuje na výzkum rázových jevů u vybraných objemových kompresorů s rotačním pohybem pístu(ů). Jedná se o tzv. rázovou kompresi a rázovou expanzi. O těchto jevech je obecně a teoreticky známo, že mají negativní vliv na pracovní proces některých strojů, avšak konkrétní číselné, či grafické výsledky skutečného vlivu nejsou v odborné literatuře doposud publikovány.
Současně je v tomto projektu kladen důraz také na měření průtoku plynu skrze zkoumané stroje. K měření průtoku je plánováno použití několika typů průtokoměrů, přičemž kuželový průtokoměr, který je plánován jako základní měřidlo, bude předmětem výzkumu. Bude porovnávána přesnost měření při různých provozních podmínkách a následně budou moci být výsledky použity pro CFD simulaci při optimalizaci geometrie zkoumaného/vyvíjeného průtokoměru, která není ani v normě zcela vyřešena.
Oblast řešení je tedy velmi aktuální, jak z hlediska výzkumu vlivu rázových jevů, tak z hlediska zlepšování kvality měření průtoku v průmyslových energetických zařízeních.

Cílem části projektu zabývající se rázovými jevy je přispět novými poznatky a obohatit tak dosavadní kusé a pouze teoretické informace o zkoumaných jevech.
Cílem části projektu zabývající se měřením průtoku je zisk hlubších znalostí o vlivu geometrie kuželové vestavby vlastního průtokoměru na proudění a především na přesnost, resp. nejistoty měření při různých provozních podmínkách a při různých pracovních médiích.

Předložený projekt má přímou souvislost se stávající výzkumnou činností na Katedře energetiky FS VŠB-TUO v oblasti energetických strojů a v oblasti měření průtoku, což je nepostradatelnou součástí provozu energetických centrál i průmyslových provozů.

----------------------------------------------------------------------------

MODUL B:
Projekt navazuje na projekt SP2018/5 - Předmětem výzkumu bude zpracování různorodých organických materiálů s možností jejich dalšího využití. Pozornost výzkumu je zejména zaměřena na systémové využití paliv a technologií v celém komplexu - řešení nadbytku energie, lokálního nedostatku, odpadů, stejně jako detailnímu řešení možností zlepšení přestupu tepla nebo technologických a technických konverzí.
Speciální pozornost bude věnována kombinovaným termickým technologiím, včetně sušení, aditivních procesů.
V centru pozornosti bude zejména možnost termické konverze surovin a dopady na emise a imise, případně sušící procesy v kombinaci různých energetických systémů.
Mimo jiné budou stanoveny energetické parametry vstupního materiálu (výhřevnost, obsah popelovin, prchavá hořlavina, fixní uhlík, obsah majoritních složek biomasy, alkalické prvky). Byly a budou sledovány změny vlastností vstupních surovin vzhledem k úpravám - mechanických, chemických i termických vlastností.
Procesy budou sledovány rovněž z hlediska systémových toků, účinností, množství vznikajících vedlejších produktů, a jiných parametrů, zejména průtoků vzdušin a jiných médií. Experimenty byly a budou realizovány zejména v laboratořích VŠB-TU Ostrava, případně národních nebo zahraničních partnerů. Pozornost bude v letošním roce koncentrována rovněž do problematiky odpařování.
Aktivně se tým zapojí do aktivit mezinárodní energetické agentury, zejména v TCP C3E se zaměřením na výzkumníky na začátku jejich výzkumné dráhy a speciálně ženy.
Výzkumná činnost bude rozdělena na několik částí.
Projekt je rozšířen o detailnější postupy možností využívání sušení BR(K)O a biomasy.
Náplň projektu byla zpracována v souladu se směrnicí TUO_LEG_09_003 verze: L.
Členové řešitelského týmuIng. Michaela Bendová
Ing. Dalibor Bílek
Ing. Jana Bouchalová, Ph.D.
Ing. Šárka Flodrová
Ing. Jaroslav Frantík, Ph.D.
doc. Ing. Stanislav Honus, Ph.D.
Ing. Marek Jadlovec
prof. Ing. Dagmar Juchelková, Ph.D.
Gizemsu Kaya
Ing. Jan Kielar
doc. Ing. Kamil Kolarčík, CSc.
Ing. Tomáš Labant
Ing. Václav Lysek
Bc. Dominik Matouš
Ing. Ondřej Němček, Ph.D.
Ondřej Palička
Ing. Václav Pospíšilík
Ing. Michal Šafář
Ing. Veronika Sassmanová, Ph.D.
Breno Chaves e Silva
Ing. Zdeněk Šmída, Ph.D.
Ing. Kristína Štrbová, Ph.D.
Ing. Ondřej Štukavec
Ing. Barbora Švédová, Ph.D.
MSc. Maw Maw Tun, Ph.D.
Ing. Zuzana Vávrová
Ing. Jan Výtisk
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)MODUL A:
Projekt si obecně klade za cíl prohloubit dosavadní znalosti o problematice vlivu rázových jevů u vybraných objemových kompresorů s rotačním pohybem pístu(ů) a o vlivu geometrie kuželové vestavby vlastního průtokoměru na proudění a především na přesnost, resp. nejistoty měření při různých provozních podmínkách a při různých pracovních médiích.
Snahou předkládaného projektu bude v oblasti rázových jevů: ověřit teoretické znalosti o nárůstu příkonu zkoumaného stroje – Rootsova dmychadla v případě přetížení stroje pomocí přepouštění části již zkomprimovaného plynu z výtlaku zpět do pracovního prostoru, kde se v normálním provozním stavu nachází plyn, resp. vzduch o odlišných stavových veličinách. Kromě toho by teoreticky mělo být i možné měřit i tzv. cirkulační ztráty, které vznikají z důvodu nutných mezer mezi rotačními elementy a stěnou pracovního prostoru.
V oblasti měření průtoku bude možné porovnat výsledky a nejistoty při měření průtoku vzduchu pomocí kuželového průtokoměru (zkoumané měřidlo) a pomocí měřidla ověřeného praxí, tj. centrické clony. Následně pak budou zjištěné výsledky aplikovány pro tvorbu CFD modelu daného měření. Tento model bude sloužit jako referenční model pro tvorbu modelů dalších již s modifikovanou geometrií. Cílem bude hledání optima, a to nejen z poměrně širokého rozsahu, který připouští norma ČSN EN ISO 5167-5.

Konkrétní cíle projektu lze shrnout v následujících bodech:
1. Realizovat experimentální měřicí zařízení pro měření Rootsova dmychadla, na kterém lze realizovat celou řadu úloh, avšak hlavním účelem jsou již výše uvedené výzkumy rázových jevů a kuželového průtokoměru.
2. Data získaná z měření rázových jevů použít k matematicko-fyzikálním výpočtům za účelem zisku energetických charakteristik Rootsova dmychadla. Na těchto křivkách pak následně vyhodnotit vliv rázových jevů na vlastní pracovní proces stroje.
3. Využít získaná data z měření průtoku vzduchu a z měření průtoku vody a vodní páry k výzkumu optimalizace geometrie kuželového průtokoměru pomocí CFD simulačních numerických modelů.
4. Nová zjištění publikovat ve vědeckých časopisech či na vědeckých konferencích. (Data budou využita také pro dizertační práci Ing. Zdeňka Šmídy.)


Časový plán:
01/2018
Návrh a výpočet experimentálního měřicího standu pro Rootsovo dmychadlo.

02–05/2019
Doba pro realizaci experimentálního měřicího standu. V mezičase budou řešeny dílčí kroky, jako je: (i) Opětovné proměření rázové komprese a příprava článku měření rázové komprese při provozu šroubového kompresoru na stávajícím standu, (ii) Realizace měření rázové expanze při provozu šroubového kompresoru na stávajícím standu, (iii) Příprava článku o měření rázové expanze při provozu šroubového kompresoru na stávajícím standu

06–07/2019
Experimenty na novém měřicím standu pro Rootsovo dmychalo. Získaná data budou v první řadě určena pro tvorbu disertační práce a také pro přípravu článku, který bude o této problematice pojednávat.

08/2019
Analýza dat části o kuželovém průtokoměru a porovnání nejistot měření kuželových průtokoměrů pro měření průtoku vody a páry.

09–12/2019
Vyhodnocování a interpretování naměřených dat, tvorba závěrečných zpráv z projektu a tvorba publikací.

Specifikace výstupů:
Inovace předmětů kompresorů o informace zjištěné v rámci projektu.
Literární rešerše.
Metodiky postupů nových experimentů vč. laboratorních úloh pro studenty.
Zisk podkladů pro vypracování disertační práce.
Publikace výsledků ve vědeckých časopisech a na odborných konferencích.

Konkretizace:
1x článek v časopise s impakt faktorem, 1x funkční vzorek, 2x aktivní účast a příspěvek na vybraných odborných konferencích

----------------------------------------------------------------------------

MODUL B:
Cíl projektu je zaměřen na efektivní nakládání s energiemi, zejména s ohledem na změnu palivové základny, dopadu na ŽP,
případně využití jiných materiálů.
Navrhované téma zapadá do problematiky NPV, zejména v oblasti surovinové bezpečnosti ve vztahu k životnímu prostředí a
udržitelnosti. Rovněž však pokrývá problematiku cross-issue.
V odborných dokumentech, např. World Energy Outlook, lze dohledat informace, že právě problematika uceleného řešení
energetiky je jednou z priorit výzkumných potřeb.
Řešitelský kolektiv i v minulosti předkládal pro SGS projekty cenné výsledky a může tedy doložit odbornou způsobilost k řešení
projektu.

Mezi výstupy projektu budou zařazeny pouze výstupy úzce navázané na projekt
- min. 1x odborný článek (min. evidovaný ve Sc)
- min. 1x diplomová práce
- případně další výstupy budou zaměřeny např. na UV, prototyp nebo průmyslový vzor, funkční vzorek, to záleží na dosaženém
pokroku v dané řešené záležitosti. - min. 1x

Pro vlastní řešení projektu byla zpracována Strategická výzkumná agenda. V zájmu pozornosti bude rovněž snaha propojit činnosti
SGS s Mezinárodní energetickou agenturou (je to závislé na udělení finanční podpory z jiných zdrojů) zejména je cenné nové zapojení se kolektivu do aktivity Mezinárodní energetické agentury (IEA) Clean Energy, Education and Empowernment (C3E), kde jsme se stali zástupci za ČR a zejména ženy a mladí pracovníci na začátku své výzkumné dráhy mají
být podporováni.

Budou sledovány limity organizace, které neumožňují rozvoji této skupiny výzkumníků.
Předpokládaný harmonogram projektu:
I.Q. 2019
Přípravné aktivity pro realizaci testů.
Realizace naplánovaných testů, sběr dat, mezioborová diskuze.
Konzultace dosažených výstupů s odborníky v rámci odborných konferencí nebo individuálních konzultací.

II.Q. 2019
Realizace naplánovaných testů, sběr dat, mezioborová diskuze.
Konzultace dosažených výstupů s odborníky v rámci odborných konferencí nebo individuálních konzultací.
Publikační aktivity (rešeršní práce) v závislosti na dosažených výsledcích výzkumu

III.Q. 2019
Realizace naplánovaných testů, sběr dat, mezioborová diskuze.
Konzultace dosažených výstupů s odborníky v rámci odborných konferencí nebo individuálních konzultací.
Publikační aktivity v závislosti na dosažených výsledcích výzkumu

IV.Q. 2019
zhodnocení dosažených výsledků, jejich případná verifikace v případě potřeby.
Dokončení "tvorby" výstupů, příprava eventuální další výzkumné strategie pro další období.

V rámci řešení projektu bude realizován min. jedno WS vybraných řešitelů a dalších odborníků.
Forma WS bude zvolena dle potřeby, ale nejvhodnější se jeví tématická diskuze nad řešeným odborným problémem.

V rámci projektu je očekávaná následující struktura finančních prostředků
Mzdy (včetně pohyblivých složek)
- nebudou požadovány, pracovníci budou pracovat zdarma
Stipendia dle zákona č.111/1998 sb., §91, odst.2 písm. b),c),e)
- Mimořádná stipendia dle zákona č.111/1998 sb., §91, odst.2 písm. a) jsou navržena členům řešitelského týmu Ph.D. studentům a
studentům Bc. a Mgr. Studia, kteří jmenovitě v seznamu řešitelského týmu uvedeni nejsou, ale budou odměněni podle jejich
aktivity a míry odvedené
práce. Stipendia Ph.D. studentům budou vyplacena na základě skutečně odvedené práce a zapojení se do výzkumného procesu
Materiálové náklady materiál s dobou upotřebitelnosti kratší než 1 rok.
- Jedná se o materiál potřebný k řešení projektu, ke stavbě modelů, aj.
Drobný hmotný a nehmotný majetek
Náklady na drobný materiál spojený s řešením projektu
Služby
- V rámci této položky budou využity finanční prostředky na analýzy a rozbory, rešerše, poplatky na konference, poplatky za
publikace, aj.
Cestovní náhrady
- Cestovní náhrady budou využity na nezbytné cestovné výdaje spojené s řešením projektu, workshopy, konference (tuzemské a zahraniční), vzdělávací semináře a cesty na kooperující univerzity v rámci řešené problematiky
Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory
- Doplňkové náklady odpovídají povolené výši.

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. Stipendia350000,-357000,-
3. Materiálové náklady256365,-334394,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek100000,-0,-
5. Služby75800,-86431,-
6. Cestovní náhrady50000,-18505,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory92462,-92463,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-35834,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady924627,-
Uznané náklady924627,-
Celkem běžné finanční prostředky924627,-924627,-