|
|
Excessive pressure energy recovery in liquid transport systems
Luky, Samuel ; Bezdíček, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This thesis deals with unutilised pressure in liquid transport pipelines and possibilities to convert them to electricity. The first part evaluates all the current solutions, that is Pump as turbine, AXENT or STRAFLO turbine and counter rotating turbine and summarizes their advantages and disadvantages. The second part of the work is dedicated to designing an axial turbine to a specific municipality of Ferlach in Austria. This turbine design is afterwards evaluated through a simplified CFD simulation using ANSYS fluent. The results are assessed and further design improvements are proposed.
|
|
|
Návrh trysky pro přisávání ozonu
Krajcar, Ivo ; Hudec, Martin (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se skládá ze tří hlavních částí. První část se věnuje rešerši zabývající se kavitací a fraktální geometrii. Dále se věnuje dezinfekci, zejména pak zkoumá dezinfekci pomocí UV záření a ozónu. Končí zmínkou o pokročilých oxidačních procesech používaných pro eliminaci nebezpečných polutantů a jsou v ní vyjmenovány klady a zápory jednotlivých technologií. Hlavním cílem části o fraktální geometrii bylo stručně vysvětlit, co je fraktál a jak lze jednoduše vytvořit fraktály různých stupňů a tvarů. Ve druhé části práce je zjednodušeně popsán proces návrhu fraktální clony s přisáváním vzduchu. Tato clona je v poslední části práce porovnávána s obyčejnou clonou s kruhovým otvorem. Obě porovnávané clony mají stejnou průtočnou plochu. Následně je v této části také popsán proces návrhu jednoduchého UV reaktoru. Ve třetí části práce je popsán experiment měření obou clon. Z naměřených dat bylo zjištěno, že fraktální clona má lepší mísící účinek než clona kruhového tvaru a také, že fraktální clona má větší provozní rozmezí než kruhová clona.
|
|
|
Kavitace za porézní přepážkou
Livora, Tomáš ; Zeman, Radek (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá rešerší a experimentálním ověřením vzniku kavitace v porézním médiu. Rešeršní část se zabývá vznikem kavitace na clonce s jedním a více otvory a vznikem kavitace na porézní přepážce. V rámci této části je stanoveno několik geometrických parametrů, na základě kterých lze porovnávat porézní materiály. Nastíněn je i jejich vliv na vznik kavitace. V experimentální části je na základě těchto parametrů navrženo a vyrobeno několik clonek s porézní strukturou, jejichž vlastnosti jsou následně měřeny v hydraulickém okruhu. Z vyhodnocených dat je určen vliv jednotlivých parametrů na vznik a průběh kavitace.
|
|
|
Vortex induced vibrations
Szarka, Beáta ; Pluskal, Tomáš (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This thesis deals with vortex-induced vibrations on different bluff body cross-sections. The theoretical part provides an overview of current energy production trends and introduces a hydrokinetic energy harvester, the VIVACE converter. The main principle of the system is a bluff body immersed in fluid flow undergoing vortex shedding formulating Kármán vortex street. The practical part deals with the evaluation of different profiles by forces acting on the bodies, frequency, and Strouhal number using 2D CFD simulations. The output of the investigation is the selection of the ideal cross-section shape of a cylinder for a VIVACE converter.
|
|
|
Konstrukční studie energy harvestoru založeného na víry vyvolaném kmitání
Háze, Matyáš ; Habán, Vladimír (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Vznik vírů a periodicky působících sil při obtékání těles je inženýry již velmi dlouhou dobu řešená problematika. Většina úsilí se zabývá minimalizací a potlačením těchto jevů, které nepříznivě působí na inženýrské stavby. Ukazuje se ale, že by bylo možné tento jev zesílit a cíleně využívat k výrobě energie. Několik výzkumných projektů již bylo na tuto problematiku provedeno a další probíhá ve spolupráci s ostatními evropskými univerzitami na Odboru Fluidního inženýrství Viktora Kaplana. Tato bakalářská práce má za cíl provést rešerši již probíhajících projektů a navrhnout nové řešení, které bude testováno v laboratořích OFI a bude součástí probíhajících měření.
|
|
|
Hydraulic turbine diffuser optimization using adjoint solver
Pham, Jakub ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This work deals with the shape optimization of the draft tube of a swirl generator that mimics the runner of a Francis turbine. The optimization is based on the use of the adjoint solver in ANSYS Fluent. The primary objective was to suppress the vortex rope in off-design regimes. An iterative optimization methodology for the adjoint solver was established. The objective function for the adjoint solver was selected with the goal of minimizing swirl around the diffuser axis. A new diffuser design was presented and analyzed, after which a comparison was made between vortex rope behaviour and flow field characteristics inside the new and old diffuser designs. It was found that shape optimization had not resulted in any significant improvement in vortex rope behaviour, with the energy of the vortex rope being only transferred further away from the hub of the swirl generator. Recommendations for future methods of vortex rope mitigation were made at the conclusion of this work.
|
|
|
Energy recuperation in water delivery system
Pavlík, Šimon ; Rudolf, Pavel (oponent) ; Himr, Daniel (vedoucí práce)
The thesis deals with the use of energy potential in water supply networks and is divided into three main parts. The first part describes the characteristic elements of the water supply network and analyses the energy potential of the Nové Bránice water supply system, which was identified in the location of the pressure reducing valve. The second chapter is devoted to designing algorithm according to which a system of energy recovery - a pump in turbine mode is designed. The statistical analysis is counted as well. In this chapter, the theory of pump in turbine mode operation and the prediction theory of turbine characteristic estimation are presented. The final part of the thesis is devoted to creating a water network model in Epanet 2.2. In one day simulations the current state of the system with a pressure reducing valve is compared with the system including the proposed pump in turbine mode.
|
|
|
Využití hydrodynamické kavitace pro čištění vody
Balko, Marek ; Kozák, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se věnuje zkoumání vlastností kavitace s důrazem na kavitaci hydrodynamickou a jejímu využití pro odstraňování nežádoucích a špatně odbouratelných chemických sloučenin z vody. Díky vysokým teplotám a tlakům přítomným u zániku kavitačních bublin dochází k rozkladu vody na vysoce reaktivní hydroxylové radikály, které jsou schopny rozložit i špatně odbouratelné sloučeniny. Tento jev může být nadále posílen využitím pokročilých oxidačních procesů, v anglické literatuře nazývaných advanced oxidation process – AOP. Experimentální část práce je zaměřena na zkoumání schopnosti hydrodynamické kavitace odbourávat konkrétní chemickou látku z vody – estrogen.
|
|
|
Study of the Dissipation in Spiraling Vortical Structures
Štefan, David ; Drábková, Sylva (oponent) ; Koutník,, Jiří (oponent) ; Skoták, Aleš (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This work deals with study of swirling flows where the spiral vortical structure appears. The main relation is to flow seen in the draft tube cone of hydraulic turbines operated out of the design point (i.e. best efficiency point). In this cases large coherent vortex structure (vortex rope) appears and consequently high pressure pulsations are propagated to the whole machine system leading to possible restriction of turbine operation. This flow features are consequence of flow instability called vortex breakdown in case of Francis turbine operated at part load (flow rate lower than optimal one). The present study is carried out using simplified device of swirl generator in order to access similar flow conditions as can be found in real hydraulic turbines. Both the dynamic and dissipation effect of spiral vortex breakdown are investigated. The first part of thesis deals with spiral form of vortex breakdown. The experimentally measured velocity profiles (LDA) and wall static pressures are correlated with numerical simulations carried out using open-source CFD package OpenFOAM 2.2.2. The high speed camera recording of cavitating vortex core is used to obtain image ensemble for further post-processing. The dissipation effect of spiral vortex structure is in detail discussed based on computed flow fields. The second part of thesis is dedicated to the application of POD decomposition to the study of spatio-temporal features of spiral vortex dynamics. Firstly the POD is applied to the both the experimentally obtained image ensemble of cavitating vortex and numerically computed static pressure fields. Secondly the comprehensive analysis of spiral vortex mitigation effect by the axial water jet is analyzed. The collaborative study employing the swirl generator apparatus designed by the researchers from Politehnica University of Timisoara in Romania is performed and changes in spatio-temporal vortex dynamic are studied. In this study the numerical data (in a form of three-dimensional pressure and velocity fields) are obtained using commercial CFD software ANSYS Fluent R14.
|
|
|
Experimentální testování minimíchadla pro čištění odpadních vod
Luňák, Pavel ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá různými způsoby míchání, především kapalných látek. Teoretická část práce je věnována rozdělení míchadel, včetně popisu jejich vlastností, výhod, nevýhod a použití. Experimentální část je věnována měření minimíchadel, která byla vyvinuta a vyrobena na oboru fluidního inženýrství V. Kaplana. Tato část obsahuje návrh měřící trati pro určení hydraulických charakteristik minimíchadel a stupně promíchání. Výsledky měření a jejich vyhodnocení je shrnuto v závěru práce.
|
host ::
RSS.