|
|
Slit-flow reometr pro magnetické i nemagnetické kapaliny
Železník, Tomáš ; Vimmr, Jan (oponent) ; Roupec, Jakub (vedoucí práce)
V rámci téhle diplomové práce se vyvinula, vyrobila a otestovala čtvrtá evoluce slit-flow reometru spolu s dalšími nezbytnými součástmi, jako např. jeho držák, rám pohonu a potřebné přípravky. Tento reometr dokáže měřit reologické vlastnosti magnetických i nemagnetických kapalin při velmi vysokých smykových spádech, kterých reometry na trhu nedosahují. Je konstruován na maximální tlak ve válci 200 bar a maximální zatížení celé konstrukce 15 kN. Vyvinuté zařízení zlepšuje uživatelskou přívětivost, urychluje výměnu vzorku kapaliny a rozšiřuje možnosti výzkumu díky velkému prostoru k dodatečným úpravám podle potřeby. Je možné použít různé délky štěrbiny a díky výměnným vložkám i měnit její parametry (drsnost stěn, materiál stěn, tloušťka štěrbiny). Součástí práce je i odvození potřebných vztahů pro naplánování kalibračních měření, jehož cílem je získat závislost místních tlakových ztrát na Reynoldsově čísle pro danou štěrbinu.
|
|
|
Fluid-Structure Interaction between Structural Components of Hydraulic Turbine and Fluid Flow
Havlásek, Michal ; Malenovský, Eduard (oponent) ; Vimmr, Jan (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with two cases of fluid-structure interaction (FSI). The concern of the first part is to investigate the mutual interaction between the rotor of rotating machinery and fluid within the annular seals. The effect of the annular seals on the dynamic behaviour of the whole machine is described by the rotordynamic coefficients. The current models for the determination of the rotordynamic coefficients of the annular seal use many simplifications. This thesis presents five different analyses of rotordynamic coefficients of the plain annular seal of the oxidizer pump. Each of those five analyses uses a different level of simplification. The most simple analysis models only the volume of fluid within the annular seal. And the most sophisticated analysis models fluid flow within the entire pump with the eccentric rotor. The second part of this thesis defines a new method for the solution of interaction between the fluid and flexible body. This method is based on the solution of the inverse vibration problem. The direct vibration problem, which is as well known as the eigenvalue problem, uses the mass, damping and stiffness matrices, which are collectively called ''the structural matrices'', and determines in the most general case the Jordan matrix and modal matrices of right and left eigenvectors. The inverse vibration problem is used for the definition of the structural matrices based on the Jordan matrix and modal matrices of right and left eigenvectors. The inverse vibration problems can be divided into two types. If all eigenvalues and eigenvectors are known, then it is called the full problem. On contrary, if at least one mode of vibration is unknown, then it is called the partial problem. Five algorithms for the solution of the inverse vibration problem are defined in this thesis. However, two of these five algorithms are versatile, each one for one type of inverse vibration problem. The algorithm for the solution of the full problems was presented in 1979 by Otakar Daněk. The algorithms for the solution of the partial problem, which are presented in this thesis, are the very first algorithms for the solution of this type of inverse vibration problem. And the versatile algorithm for partial problems is called the algorithm for the partial problems with the selection of additional eigenvalues. The application of these two algorithms for the solution of the inverse vibration problem for the full problems and the partial problems are demonstrated on the solution of two cases of interaction between the fluid and flexible body.
|
|
|
Mazání plastových převodů
Poledník, Radim ; Vimmr, Jan (oponent) ; Šperka, Petr (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je popsání vlivu vstupních parametrů jako je unášecí rychlost, zatížení, teplota, dynamická viskozita a tlakově viskózní koeficient na schopnost utváření mazacího filmu v bodových a eliptických kontaktech pomocí metody optické interferometrie. Na základě dat byly vytvořeny regresní vztahy užívající formu bezrozměrných parametru rychlosti U, zatížení W a materiálu G. Tyto vztahy pro centrální a minimální tloušťku byly následovně doplněny o geometrickou funkci implementující elipticitu k, dále došlo k srovnání s již existujícími predikcemi pro EHD mazání. Měření tlouštěk a nové regresní vztahy vedou k lepšímu pochopení utváření mazacího filmu, což může vézt k efektivnějšímu návrhu kapalinově mazaných plastových převodů.
|
|
|
Zlepšení sedimentační stability MR kapalin použitím bentonitových jílů
Michal, Lukáš ; Vimmr, Jan (oponent) ; Roupec, Jakub (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na problematiku sedimentační stability magnetoreologických kapalin, která představuje jednu z nejdůležitějších vlastností určujících spolehlivost těchto kapalin. Vyšší sedimentační stability může být dosaženo několika způsoby. Metody, které jsou blíže zkoumány v této práci, jsou polymerizace částic a přidání aditiv na bázi jílových minerálů. Obě dosahují pozitivních výsledků projevující zvýšenou sedimentační stabilitu. V případě některých aditiv je však účinek mnohem vyšší. Konkrétně aditivum CLAYTONE 40 dosahuje nižší rychlosti sedimentace částic při zachování stejné viskozity jako komerční kapalina LORD-122ED. Výsledky přináší podstatné poznání ve zkoumané oblasti a mohou přiblížit magnetoreologické kapaliny k širšímu komerčnímu využití.
|
|
|
Studium sedimentace MR kapalin
Berka, Pavel ; Vimmr, Jan (oponent) ; Roupec, Jakub (vedoucí práce)
Práce se zabývá akcelerovanou sedimentací magnetoreologických (MR) kapalin a to za pokojové i zvýšených teplot (40, 60 a 80 °C). Sedimentace je akcelerována pomocí centrifugy. Testovanou kapalinou je MRF - 122EG od společnosti LORD. V práci je popsán návrh a realizace nového měřicího zařízení pro vyhodnocení sedimentace. Zařízení je založeno na principu měření magnetické indukce v magnetickém obvodu. Magnetické komponenty zařízení byly navrženy pomocí MKP analýzy, která je v práci rovněž popsána. Dále je popsán návrh vyhřívané komory centrifugy, pro testy za vyšších teplot. Na základě experimentů je stanoven empirický vztah umožňující výpočet rychlosti sedimentace pro různá přetížení a různé teploty.
|
|
|
Chování mazaných kontaktů za vysokých skluzů
Adam, Jakub ; Vimmr, Jan (oponent) ; Omasta, Milan (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je popsat vliv jednotlivých provozních parametrů na tloušťku a rozložení teploty elastohydrodynamického kontaktu za vysokého skluzu. Pomocí optické interferometrie je stanoveno rozložení tloušťky mazacího filmu a mapování teploty v EHD kontaktu je realizováno prostřednictvím infračervené mikroskopie. Pro oddělení záření jednotlivých povrchů a oleje byly použity dva optické filtry. Měření teploty povrchu disku bylo realizováno za použití disku s chromovou vrstvou, která odstínila záření od kuličky a oleje. Experimentální zařízení bylo upraveno tak, aby bylo možné simulovat podmínky různých vektorů natočení. Výsledky rozšiřují dosavadní informace o chování EHD kontaktu za podmínek vysokého skluzu.
|
|
|
Analýza vlivu uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen
Novák, Kamil ; Daniel, Matej (oponent) ; Vimmr, Jan (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá Vlivem uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen a je rozdělena do tří nejdůležitějších částí. Motivace pro tuto doktorskou práci byla ve studii revidující vliv modelu materiálu na výsledné napětí v AAA. Určení vlivu modelu materiálu bylo provedeno na 70 geometriích AAA, což o řád přesahuje množství geometrií použitých v jiných publikacích. Byly využity dva modely materiálu, tj. reálný a 100× tužší a výsledné hodnoty napětí byly porovnány. Bylo vyhodnoceno, že v analyzované skupině 70 pacientů existuje ~10 % pacientů, u kterých odchylka maximálního napětí od referenčního modelu přesahuje 20 %. Výsledky napětí mohou tedy být závislé na zvoleném modelu materiálu a je vhodné upřednostnit ten reálný, ačkoliv práce s ním je náročnější. Druhá oblast práce se věnuje identifikaci strukturních parametrů (orientaci a disperzi kolagenních vláken) z prasečí aorty pomocí upraveného algoritmu rychlé Fourierovy transformace. Získané strukturní parametry byly vloženy do dvouvrstvého strukturně motivovaného konstitutivního modelu Martufi-Gasser. Tento model byl validován a měl výborné predikční schopnosti. Nejpodstatnější z analýzy obrazu provedené na ~9000 mikrosnímcích je zjištění, že ve stěně zdravé prasečí hrudní aorty existuje jen jedna rodina kolagenních vláken s rozptylem, což boří dogma o dvou rodinách kolagenních vláken zavedené ve světové literatuře. Třetí část práce je věnována návrhu automatického algoritmu pro detekci lokálních směrů kolagenních vláken ze snímků pořízených pomocí polarizované mikroskopie na základě fázové korelace obrazu. Navrhnutý algoritmus byl verifikován a validován. Výsledkem algoritmu jsou histogramy orientací obsahující nesrovnatelně větší množství bodů, než umožňují jakákoli manuální měření. Limitací u původního algoritmu byl rozsah úhlů 0°–90° na základě principiálních omezení periodou intensity samotné polarizované mikroskopie. Závěr práce je věnován rozšíření zmíněného algoritmu na rozsah úhlů 0°–180°. Za tímto účelem bylo změněno nastavení mikroskopu a algoritmus byl podle tohoto nastavení přeprogramován. Původní i nový algoritmus jsou velmi rychlé, přesné a specifické pro opticky dvojlomné struktury. I přes veškerou snahu autora této dizertační práce zůstává otázka automatického měření vlnitosti kolagenních vláken přímo z výsledných histogramů zatím ve stádiu výzkumu.
|
|
|
Měření povrchového napětí kapalin
Hála, Ondřej ; Vimmr, Jan (oponent) ; Košťál, David (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá studiem povrchového napětí kapalin a možnostmi jeho měření. Práce je dále zaměřena na konstrukci zařízení, které pracuje na principu zavěšené kapky. Zařízení je ovládáno pomocí programu sepsaného v programu Matlab. Na závěr práce je provedeno několik ověřujících měření, která potvrzují, že zařízení je možné prakticky využít pro měření povrchového napětí kapalin. Součástí práce je návod pro použití zařízení a kompletní výkresová dokumentace.
|
|
|
Experimentální studium dynamiky kluzných ložisek
Tkadlec, Josef ; Vimmr, Jan (oponent) ; Omasta, Milan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá experimentální analýzou nestabilitymazacího filmuurotorových soustav uložených v hydrodynamických kluzných ložiscích se zaměřením na povrchové modifikace ložiska. Experimenty byly provedeny na simulátoru dynamiky kluzných ložisek. Cílem bylo stanovit vliv jednotlivých provozních parametrů na výskyt a průběh nestability víření. Důraz zde byl kladen na vliv povrchových mikro textur. Součástí práce byla zároveň příprava texturovaných vzorků. Experimenty byly rozčleněny na experimenty sledující vliv teploty, tlaku, geometrie ložiska a povrchové modifikace. Výstupem jednotlivých experimentů byly hodnoty prahové rychlosti vzniku a zániku nestability popřípadě velikost amplitudy v závislosti na výše popsaných parametrech. Tyto hodnoty byly zaznamenány do grafů. Takto naměřenádata byla následně konfrontována s doposud publikovanými články. Výsledky ukázaly,ženestabilita v rotorových soustavách je velmi citlivána změnu teploty, tlaku a geometriiložiska. Zásadní vliv na nestabilní chování rotorovésoustavybyl prokázán při použití texturovaných povrchů, kdy došlo k výraznému posuvu prahovérychlostido vyššího spektra otáček v porovnání s netexturovaným ložiskem.
|
|
|
Výzkum opotřebení materiálů v kontaktu s MR kapalinou
Žáček, Jiří ; Vimmr, Jan (oponent) ; Kubík, Michal (vedoucí práce)
Dilomová práce je zaměřena na kritické místa magnetoreologického (MR) tlumiče z hlediska životnosti, a to především na těsnění pístnice tlumiče. Úkolem této práce je najít vhodný materiál pro konstrukci těsnění, a k tomu pochopit, které vlastnosti MR kapalin mají největší vliv na opotřebení tohoto těsnění. Testy byly provedeny v upravené konfiguraci pin-on-flat. V rámci práce bylo otestováno několik druhů polyuretanů, NBR, SBR a PTFE, což jsou materiály vhodné pro těsnící prvky. U MR kapalin byl posuzován vliv koncentrace MR částic, vliv modifikací a stáří MR kapaliny. Ukázalo se, že nejvhodnější materiálem pro těsnění je H-PU95FDA. U MR kapalin byl vliv koncentrace částic vyhodnocen jako minimální, zatímco vliv modifikací a stáří kapalin má velkou roli na abrazivitu MR kapalin a tím i životnost MR tlumiče.
|
host ::
