|
|
Low-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation
Kejík, Pavel ; Fekete, Roman (oponent) ; Lapčík, Ĺubomír (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
A lot of applications use inorganic filtering media based on materials that use primary resources and their production is energy-intensive and thus costly and environmentally harmful. The aim of this study is to verify whether alkali-activated materials based on secondary resources, namely blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA), can be used to produce porous media which could possibly replace ceramic and other inorganic filters. The research question was addressed using an experimental design based on an in-house developed MATLAB calculation scheme for composition mixtures based on the most important oxide ratios in the input raw materials. This way, the greatest control of the variable composition of the inputs was ensured. In addition, the work is more relevant in general because this computational tool takes the basic oxide composition of the resources into account, so the results can be generalized. The author also designed a pure one solid component mixture series for a comparison and better characterization of the effects of composition changes on the resulting product properties. The findings show that the strength of the 24-hour, 70 °C cured materials can exceed 7.6 MPa under a four point bending tensile test (in accordance with ČSN EN 12390 5), but to achieve a good porosity, the strength is always decreased. In the final composition slightly above 6.3 MPa was achieved. In general, the results show that the SiO2/Al2O3 ratio and the amount of alkali activator affect the strength the most. Pure BFS-based mixtures show more than twice the strength of the pure FA-based samples within the given compositions used for the experiments. The fineness of the pores achieved using fractionated raw materials (particle sizes in the range of tens to slightly over a hundred microns) is in the order of tenths to units of microns in most cases and approximately 0.2 microns in the final composition. The total porosity of the pressed bodies is closely under 40% which compared to the unclassified resource based materials, is nearly twice that much. Pure BFS-based samples show lower total porosities than the FA-based samples, apparently due to their entirely different particle morphology – irregularly angular in BFS and round in FA. The efflorescence phenomenon was mostly observed on FA-based materials. Energy-dispersive spectrometry (EDS) confirmed sodium hydroxide crystals undergoing gradual carbonation by atmospheric CO2. Permeability testing required asymmetrical barriers preparation due to the very fine porosity of the material. The asymmetrical barriers achieved water permeability of 138 L/h.m2.bar and air permeability of 1320 L/h.m2.bar.
|
|
|
Aglomerace směsí pro krmení živočichů
Moravec, Jan ; Lacina,, Lubor (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Teoretická část práce je zaměřena na popis mechanických vlastností sypných krmných směsí komponovaných v kooperaci s Mendelovou univerzitou. Jedná se především o vlastnosti tokové, které jsou klíčové pro technologie zpracování těchto směsí. V prvé části je také obsažen obecný popis smykových přístrojů, detailněji je pak rozebrán Jenikeho smykový přístroj a Reometr FT4 od firmy Freeman Technology. Vzhledem ke komplexnosti a složitosti chování těchto látek bývají jejich vlastnosti určovány výhradně experimentální cestou, jíž se zabývá praktická část této práce. V praktické části lze najít popis výroby a analýzy vytvořených krmných směsí. Popsáno je měření vykonané na Jenikeho smykovém přístroji a na přístroji Rheometer FT4. Dále jsou rozebrána měření pevnosti a délky granulí a analýza sypkých krmných směsí na sítech. Analyzovanými materiály byly tedy krmné směsi pro krmení kuřat, které se vzájemně lišily obsahem moučných červů. Ze směsí byly následně vyrobeny granule, které byly poté také podrobeny měření.
|
|
|
Limit Modes of Particulate Materials Classifiers
Adamčík, Martin ; Štěpánek, František (oponent) ; Fekete, Roman (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
With material science demands on ever smaller particle sizes, new approaches and effective methods of their classification are needed. Turbulent flow field patterns and particle trajectories inside of a dynamic air classifier are investigated. Increasing computing power together with new turbulence models and approaches to simulate complex fully turbulent problems by solving Navier-Stokes equations allows studying and capturing smaller flow structures and properties more accurately. Particles below 10 microns are more susceptible to smaller local vortexes and particle fates are therefore more dependent on these local structures. Area of focus are the conditions required for classification of particles with sizes below 10 microns as this size is at the limit of air classification method possibilities. CFD software and the latest knowledge in turbulence modelling are used to numerically simulate flow field inside a dynamic air classifier. Effects of varying operating parameters on flow patterns and discrete phase classification outputs are investigated. Experimental verification of the simulated flow fields includes advanced imaging method (PIV) measurement of flow velocity and is used to visualize flow field structures in the classifier rotor blade passageway region. Predicted particle trajectories and their fates are experimentally verified by classification trials carried out on dynamic air classifier and the particle distribution curves are established by laser diffraction method. Tromp curves and efficiency of classification process are studied.
|
|
|
Vytváření kapalinové clony pro absorpci plynných exhalací
Krištof, Ondřej ; Fekete, Roman (oponent) ; Lapčík,, Lubomír (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá aplikací absorpčních metod pro separaci plynných polutantů ze znečištěných plynných směsí s využitím poloprovozního skrápěcího zařízení scrubber. Míra efektivnosti odstranění plynných polutantů byla stanovena na základě hydrodynamické distribuce tekutin ve vnitřním prostoru skrápěcí komory. Byly vykonány experimentální práce vedoucí k charakterizaci spirálové trysky TF-28 150, která byla použita k distribuci absopční kapaliny. Konkrétně byl vyšetřen dopadový vzor kapalinové clony produkovaný tryskou pomocí intruzivních metod, byly stanoveny efektivní úhly rozstřiku kapalinových clon, rozpadové režimy primární a sekundární atomizace a byla stanovena velikost kapek a rychlost kapaliny pomocí neintruzivních optických metod. Taktéž byly realizovány numerické simulace proudění modelové plynné fáze vnitřním prostorem skrápěcí hlavy a rozstřik kapaliny přes spirálovou trysku. Soubor získaných poznatků lze uplatnit při definování styčné mezifázové plochy a společně určení koeficientu celkového prostupu hmoty tak definovat celkovou kinetiku chemisorpce pro danou kombinaci absorbent absorbát.
|
|
|
Kinetika vzniku ultrajemných částic meliva při expozici v dezintegračním systému.
Kejík, Pavel ; Pekař, Miloslav (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá studiem suchého mletí vápence a korundu s využitím promíchávaného mlýna atritorového typu se vsádkovým režimem mletí. Pro experimentální část užitými povrchově aktivními látkami byli stearin a polyethylenglykol, mlecími elementy ocelová kulová tělesa. Těžištěm práce bylo prověřit chování zvoleného typu meliva při dlouhodobější expozici mlecích sil za zvolených podmínek ultrajemného suchého mletí, směřujících do submikronové oblasti. K charakterizaci vzorků bylo využito metod laserové granulometrie, rentgenové práškové difrakční analýzy, plamenové atomové absorpční spektrometrie, objektivního stanovení barevnosti a měření elektrokinetického potenciálu. Z naměřených dat vyplývá, že ve všech případech došlo, i když v různých fázích dezintegračního procesu a ve vzájemně odlišné míře, k reaglomeraci částic meliva. V submikronové velikosti částic lze také, dle výsledků analýz, usoudit na rozrušování krystalových struktur a s ním spojené zvyšování amorfního podílu vzorků.
|
|
|
Mechanická odezva skleněnými vlákny vyztuženého polymerního kompozitu
Širjovová, Veronika ; Svěrák, Tomáš (oponent) ; Čech, Vladimír (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem mechanických vlastností polymerních kompozitů vyztužených skleněnými vlákny v závislosti na povrchové úpravě vláken a na objemovém podílu vláken v kompozitu. Testovanými vzorky byly kompozitní trámečky tvořené matricí z polyesterové pryskyřice vyztuženou dlouhými skleněnými vlákny bez povrchových úprav a s komerční lubrikací. Pro posouzení míry adheze na rozhraní mezi výztuží a matricí byly prováděny smykové a ohybové testy. Teoretická část představuje literární rešerši o kompozitech, jejich složkách (matrice, výztuž, mezifáze) a způsobech testování jejich mechanických vlastností. Experimentální část popisuje použité materiály, postupy a metody. Ve výsledkové části je uvedeno posouzení vlivu daných podmínek na smykovou a ohybovou pevnost kompozitu.
|
|
|
Sypné vlastnosti vybraných partikulárních látek z pohledu různých měřicích technik
Bógyiová, Csilla ; Fekete,, Roman (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Práca zahrňuje informácie o partikulárnych látkach a ich sypkých vlastnostiach. Správanie látok má veľký vplyv predovšetkým na ich skladovanie, dávkovanie a prepravu práškovitých materiálov. Vo farmaceutickom priemysle sa využívajú tokové vlastnosti napríklad na predpoveď výroby tabliet z partikulárnych látok. Pre návrh systému, ktorý sa zaoberá partikulárnymi látkami je nutné poznať alebo aspoň predpovedať tekutosť látok. Správanie materiálu nie je možné zistiť výpočtom. Správanie materiálu môžeme určiť experimentálne pomocou šmykovej skúšky. V tejto práci sú popísané základné typy prístrojov pre meranie tekutosti látok. Na dvoch typoch prístroja (Jenikeho šmykový prístroj a Freeman FT4) boli vykonané experimenty na materiáloch z farmaceutickej praxe. Ako doplnok tejto práce je uvedená správa, ktorá analyzuje havarijný stav výroby pyrolitického koksu v MOL Slovnaft. Havarijný stav bol spôsobený nerešpektovaním sypkého správania materiálu. Experimentálne meranie pri analýze havarijného stavu premerala autorka tejto práce.
|
|
|
Porous elements based on granular materials and inorganic binders
Bulejko, Pavel ; Dohnal, Mirko (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
This master thesis aims at the possibilities of porous structures formation using granular materials cemented with inorganic binders without additional heat treatment by firing. As the basic binders were used Portland and aluminate cement and agglutinates on alkali-activated metakaoline (geopolymer) basis. Silicon carbide classified according to particle sizes was used as main aggregates, the next materials were quartz sand and some secondary material were used as well (milled glass and porcelain), which were also divided into particle size fractions. The influence of composition and aggregates quantity upon the porous structure generation was pursued and mechanical properties were characterized by mechanical strength testing of columns with proportions of 20 × 20 × 100 mm prepared of testing mortars. Grain size measurement and characterization of phase composition of input materials were performed by means of laser granulometry and X-ray diffraction, respectively. Porous structure was investigated using methods of mercury porosimetry, light and scanning electron microscopy and pycnometric measurement. The barriers in the form of disks with 90 mm in diameter prepared of individual materials were tested by air flux to determine effective permeability. Furthermore, the capillarity testing of the materials were carried out. Lastly, experiments to try to clarify suspensions of fine particles were accomplished.
|
|
|
Účinnost přídavků mletí používaných při výrobě velmi jemných práškových materiálů.
Spurný, Marek ; Kejík, Pavel (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá změnami kinetiky procesu mletí slínku Portlandského cementu vyvolávané aditivací mlecí vsádky povrchově aktivními látkami. Pro experimentální část byl použit poloprovozní promíchávaný mlýn typu atritol a jako povrchově aktivní mlecí přísady byly voleny polyethylenglykol (PEG), triethylamin (TEA) a acetát amonný. Data pro vývojové diagramy mlecích závislosti poskytly granulometrické distribuční křivky laserové difrakční analýzy.
|
|
|
Design of phosphate fertilizer mixer
Adamčík, Martin ; Svěrák, Tomáš (oponent) ; Pellant, Karel (vedoucí práce)
The thesis deals with phosphate fertilizer mixer design with respect to the assigned requirements. The thesis itself is divided into several sections, where the first one formulates objectives of the solution. Fundamental questions of the particular industry are answered with the accent to the variables, which affect quality of the mixing process. Next part presents idea solution with the set of calculations supporting both required throughput and mechanical design. Shaft is verified by both analytical and FEM method, resulting into similar output. Proposed mixer design is presented by the 3D models of its components, which were created by Autodesk Inventor software. The thesis includes also 2D documentation.
|
host ::
RSS.