Červený plamen - Laboratoř požárního inženýrství

Nabízená témata pro studenty

Témata bakalářských prací

+ je možné vytvořit vlastní téma ze zaměření výzkumné skupiny (dle konzultace, experimentální nebo modelovací) 

 

Témata semestrálních projektů (Mgr. studium)

  • Stanovení konvektivní složky při měření tepelného toku v prostředí požáru (experimentální práce).
  • Vliv tepelných vlastností pevných materiálů na teplotní profil při vedení tepla deskou (modelovací práce).
  • CFD modelování proudění hořlavých plynů (modelovací práce).

+ je možné vytvořit vlastní téma ze zaměření výzkumné skupiny (dle konzultace, experimentální nebo modelovací) 

+ téma semestrálního projektu se může stát i Vaší diplomovou prací

 

Bezpečnost vodíkové mobility - únik vodíku ze zásobníku

Vedoucí práce: Jahoda

Rozvoj vodíkové mobility bez dobře popsané požární bezpečnosti není možný. Požární bezpečnost využití vodíku v energetice a mobilitě je poměrně dobře teoreticky popsána v odborné literatuře. Přesto zůstávají některé otázky stále nezodpovězené. Mezi ně patří popis časového průběhu výtoku vodíku z tlakové nádoby přes bezpečnostní pojistku v případě, že dojde k její aktivaci, např. vysokou teplotou okolí díky požáru v okolí vozidla. Je známo, že se vodík (např. od stlačeného zemního plynu) při výtoku neochlazuje. Výtok plynu lze modelovat od jednoduchých výtokových modelů, přes složité 3D simulace pomocí počítačové dynamiky tekutin (CFD). Již nyní jsme experimentálně a výpočetně prokázali, že při výtoku stlačeného zemního plynu (CNG) dochází k velké tlakové ztrátě průchodem multifunkčním zavíracím ventilem. Jak se bude chovat vodík při výtoku přes bezpečnostní a multifunkční ventil není zatím známo.

Cílem práce je osvojení si termo-fyzikálních vlastností plynného vodíku, z odborné literatury získání popisu jednoduchých výtokových modelů a jejich aplikace na dynamiku výtoku. Na práci lze navázat 3D CFD výpočty, které mohou být zaměřeny jednak na výtok z bezpečnostní pojistky, na šíření do okolního prostoru, koncentrační pole, zahoření, atd.

Zajímavým problémem je také vznícení vodíku díky nabití při rychlém výtoku z oblasti vysokého tlaku do okolí.

 

Experimentální stanovení teploty plamene pomocí termočlánků (SIS)

Vedoucí práce: Jahoda
Konzultant práce: Hasalová

Znalost teploty plamene je klíčová pro určení působení plamene na jeho bezprostřední okolí, např. pro návrh protipožárních ochran, šíření požáru, nebo ochranu zasahujících hasičů. Samotné zjištění teploty běžně užívanými termočlánky je poměrně dobrodružné, protože teplota z termočlánku je teplota povrchu měřicí části. Víme, že na povrch působí dvě složky sdílení tepla – konvektivní a radiační (sálání). Lze tyto dvě složky oddělit? Pokud uděláme jednoduché měření, je výsledná teplota správná?

Cílem práce je srovnání metod měření teploty plamene hořlavé kapaliny. Porovnávané metody budou jednoduchá metoda při užití jednoho termočlánku a kompenzační metoda při užití dvou termočlánků – vliv lokální teploty plynu. Součástí práce bude zpracování rešerše na téma měření teploty termočlánky s užitím teorie sdílení tepla, kalibrace termočlánků a následné posouzení obou zmiňovaných metod. Práce bude částečně probíhat v laboratoři Technického ústavu požární ochrany v Praze Modřanech.

 

Možnosti měření sálání plamene pomocí deskových termočlánků

Vedoucí práce: Jahoda
Konzultant práce: Hasalová

Znalost tepelného toku sáláním plamene, které působí na okolní objekty, je velmi důležitá. Obvykle se pro měření používají komerční aparáty, které jsou poměrně finančně nákladné, a tak jejich nasazení při požárních zkouškách bývá omezené. Během velkorozměrových požárních zkoušek (např. hoření celých domů, vozidel, ...) se měří tepelný tok sáláním v bezpečné vzdálenosti, aby nedošlo ke zničení zařízení. Přicházíme tak o cenné informace o hodnotách tepelného toku z blízkého okolí, nebo v prostředí požáru. Jednou z možností je použít levnější variantu – deskový termočlánek. Deskový termočlánek se skládá z plášťového termočlánku přitaveného do středu kovové destičky. Jeho zadní část je izolována tak, aby se zamezilo velkým tepelným ztrátám, a izolace zároveň působí jako ochrana před radiací pocházející z jiného tělesa na opačné straně. Výhoda deskových termočlánků je jeho jednoduchá konstrukce a příznivá cena. Deskový termočlánek můžeme snadno „obětovat“ v zájmu zisku experimentálních dat.

Cílem práce je porovnání experimentálního zjištění sálání plamene mezi jednoduchým deskovým termočlánkem a komerčním měřičem. Práce navazuje na předcházející diplomovou práci, která byla zaměřena na kalibrace deskových termočlánků. Hlavním cílem bakalářské práce bude cílené měření s reálným plamenem hořlavé kapaliny. Experimentální část práce bude probíhat v laboratoři Technického ústavu požární ochrany v Praze Modřanech.

 

Vývoj inženýrské aplikace pro stanovení reakční kinetiky tepelného rozkladu pevných materiálů (SIS)

Vedoucí práce: Jahoda
Konzultant práce: Hasalová

Cílem práce je vytvořit open source desktopovou aplikaci s grafickým uživatelským rozhraním pro operační systém Windows, ve které bude implementována optimalizační K-K metoda pro stanovení reakčních schémat a kinetických parametrů z experimentálně naměřených dat. Vývoj aplikace bude probíhat v programovacím jazyce Python.

 

Fotogrammetrické měření objemové hustoty zuhelnatělých zbytků (SIS)

Vedoucí práce: Jahoda
Konzultant práce: Šálek

Jedním ze vstupních parametrů používaných v matematickém modelování tepelné degradace pevných materiálů je objemová hmotnost zuhelnatělého zbytku. Jedná se většinou o porézní křehké materiály u nichž je zjištění objemové hmotnosti velmi komplikované. Cílem práce je užití fotogrammetrie pro stanovení objemové hmotnosti zbytků po spálení různých deskových materiálů na bázi dřeva. Fotogrammetrie se zabývá prostorovou rekonstrukcí tvarů použitím fotografií objektu zachyceného z více úhlů pomocí fotoaparátu či videokamery. V rámci práce se student seznámí s metodou fotogrammetrie a programy pro rekonstrukci objektů. Součástí je také určení přesnosti měření. Dále budou zkoumány vzorky podle různosti materiálů, stupně tepelné degradace (spálení) a místa vzorku.