|
| |
|
| |
|
|
Cavitation in microfluidics
Holub, Martin ; Kozák, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Microfluidics has recently gained attention of numerous research groups. Its applications are manifold and could potentially bring about significant advances in several fields including healthcare, battery energy storage and high-performance computing. The thesis “Cavitation in Microfluidics” deals with cavitation at the microscale level. Its relevance to the up-to-date research is emphasized by recent studies which show that various aspects of cavitating flows observed at microscale often differ from their macroscale counterparts. Better understanding of this phenomenon can be directed towards addressing crucial challenges of microfluidics including fluid mixing and pumping. Cell stretching and lysis, chemical catalysis and targeted drug delivery count among other possible applications. The first part of this work deals in turn with fluid mechanics and chemistry fundamentals of cavitation. This is followed by concise overview of its conventional as well as microscale applications. Finally, numerical flow simulations of cavitating flow in two distinct domains are presented together with results analysis and validation. The results include distribution of phases, report on areas of recirculation and influence of changing cavitation number on flow variables. Based on this, an experiment enabling accurate investigation of flow characteristics is proposed. This will enable to draw parallels between the experimental and numerical investigations and allow for evaluation of the suitability of laminar model. This thesis lays foundation for future work on the topic planned at Brno University of Technology, hence recommendations for prospective endeavors are included.
|
|
|
Transport léčiv pomocí mikrobublin
Piňos, Ondřej ; Tancjurová, Jana (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je rešerší současného stavu poznání v oblasti lékařského využití mikrobublin se zaměřením na ultrazvukem iniciovanou kavitaci mikrobublin naplněných léčivou látkou. Zmíněny budou technologie výroby mikrobublin, chemická složení, efekt kavitovaných mikrobublin na tkáň a popis mechamismů které při aplikaci tohoto terapeutického prostředku vystupují. Druhá část bude zaměřena na matematický aparát který popisuje chování mikrobublin v nekonečném prostředí a to pomocí Rayleigh-Plesetovy rovnice a rovnice popisující chování mikrobubliny s membránou. Zároveň v této části bude prezentován MATLAB skript pro výpočet základních veličin mikrobubliny zatížené akustickou vlnou.
|
|
|
Computational modeling of cavitation characteristic curve of radial centrifugal pump
Leischner, Jakub ; Chabannes, Lilian (oponent) ; Štefan, David (vedoucí práce)
This thesis deals with one of the most common problem occurring during the operation of centrifugal pumps in non-optimal conditions - cavitation. Its principle and effects are summarized together with description of main pump components and computational methods used for simulations. To evaluate the effect of cavitation on the pump performance, CFD simulation model is presented and compared with data from experimental measurement. Main pump characteristics as delivery head and efficiency are correlated in 4 different points to include range from design point to unsuitable operating mode under 3 % head drop criterion. In addition, value of water vapour and frequencies of forces acting on impeller are assessed on basis of CFD results.
|
|
|
Kavitace na mikrofluidické clonce
Bohunský, Tomáš ; Burda, Radim (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá kavitujícím prouděním v mikroměřítku, což je oblast, ve které je tento jev stále nedostatečně popsán. Mikrofluidika je zároveň obor zažívající dramatický vzestup v řadě biochemických aplikací, což podtrhuje relevantnost výzkumů tohoto typu. V teoretické části práce byla kavitace podrobně charakterizována. V praktické části bylo navrženo a vyrobeno vlastní mikrofluidického zařízení s kavitační clonkou. Pro tento návrh bylo využito programu ANSYS. Na navrženém mikročipu byl proveden experiment, jehož cílem bylo pozorovat na clonce kavitující proudění. Toto měření proběhlo v mikrofluidické laboratoři na Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana. Vzhledem k neúspěchu experimentu byl sestaven CFD model dvoufázového kavitujícího proudění. Závěry práce byly sestaveny z poznatků při měření a z výsledků modelace.
|
|
|
Cavitation onset by liquid acceleration
Mračko, Patrik ; Burda, Radim (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
The main goal of bachelor’s thesis is description of complex phenomenon of cavitation caused by acceleration and design of experiment focusing on its observation. Thesis consist of two parts. Theoretic research focusing on basic information about cavitation, its formation and significance. Second part is design of experimental observation with help of high-speed camera, evaluation of possible complications which may occur and their solution. Conclusion proposes possible application for research in area of wastewater treatment.
|
|
|
Opotřebení materiálu kavitační erozí
Lecnar, Lukáš ; Kozák, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je věnována opotřebení povrchu materiálu kavitační erozí. První část popisuje podstatu kavitačního děje s jeho nežádoucím projevem v podobě kavitačního opotřebení pevných těles. Jsou zde diskutovány základní modely kavitace používané při modelování pomocí CFD softwarů. Druhá část zahrnuje návrh a numerický výpočet kritických tvarů průtočných oblastí se zaměřením na nejvyšší intenzitu kavitační eroze. Poslední část je zaměřena na experimentální studii kavitačního opotřebení průtočné oblasti, zvolené na základě numerických výpočtů kritických tvarů.
|
|
|
Application of cavitation in industrial processes
Hamar, Oliver ; Tancjurová, Jana (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
The bachelor thesis deals with the research of the application potential of cavitation technologies in various industries. Thanks to its properties, cavitation seems to be a promising tool for streamlining a large number of industrial processes in several aspects. The first part deals with the theoretical description of the cavitation phenomenon, its negatives and methods of their detection. The second part focuses on the analysis of possible usage areas of cavitation technologies and the ways of generating the cavitation, focusing on current research and findings in the area of hydrodynamic cavitation application.
|
|
|
Cavitation erosion mechanisms
Kotoulová, Helena ; Kozák, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This bachelor’s thesis deals with mechanisms of cavitation erosion and it is divided into two main parts. The theoretical part describes the principle of cavitation, its inception and mainly the collapse of the cavitation bubbles, which negatively affects the surface of circumflowed solid materials (e.g. at hydraulic machines). For this reason, it is necessary to gain thorough knowledge of the effects of the cavitation erosion. The experimental part is devoted to cavitation erosion testing of 3D printed metal and plastic samples. The plastic samples were compared with each other and the 3D printed metal samples with the cast ones. The influence of cavitation erosion on 3D manufactured samples is still rather unknown, although it is a very progressive type of manufacturing.
|
host ::
RSS.