|
|
Vlastnosti gelů používaných ve fluidním inženýrství
Hudák, Igor ; Habán, Vladimír (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Gely představují v běžném životě určitý standard a ne jinak tomu je i v technickém užití. Dokáží nabídnout naprosto jedinečné možnosti použití v různých oblastech. Gelová struktura jako taková je sama o sobě velice zajímavým materiálem, přičemž její vlastnosti se velice těžko specifikují. Díky tomu, že celý „gelový“ systém je prostoupen obrovskou makromolekulární sítí, je možné pozorovat jeho odlišné vlastnosti ve srovnání s jinými běžně dostupnými materiály. Chování gelů se v některých oblastech konvenčním látkám blíží a v jiných zase oddaluje. Proto se tato bakalářská práce zabývá popisem a sumarizováním jednotlivých schopností gelů ve vybraných odvětvích strojního průmyslu, kde se gely denně používají, například při utěsňování potrubních systémů, vodičů či elektronických součástí. Práce také mapuje jednotlivé principy vzniku gelu, s tím že pozornost je věnována stavbě gelové hmoty s ohledem na její mechanické a fyzikální vlastnosti. Výčet specifických použití v technických oborech je zakončen porovnáním vybraných vlastností gelů určených pro těsnění a zalévání elektroinstalace.
|
|
|
Vliv inertních plynů na charakteristické parametry spalování
Hudák, Igor ; Jegla, Zdeněk (oponent) ; Odstrčil, Miloslav (oponent) ; Hájek, Jiří (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá výzkumem vlivu inertních plynů obsažených v alternativních plynných palivech na parametry spalovacího procesu. Mezi tato paliva patří například generátorový plyn, koksárenský plyn anebo bioplyn. Jejich energetický potenciál zůstával dlouhou dobu nevyužit, protože se z části jednalo o odpadní plyny. V porovnání s ušlechtilým palivem jako je zemní plyn se tyto plyny vyznačují rozdílnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, zejména nižší výhřevností. Na základě podmínek, které panovaly při jejich vzniku, se jejich složení může v průběhu produkce měnit. Nižší výhřevnost je dána především přítomností inertních plynů, které se přímo nezúčastňují spalování, a teplo spíše odebírají. Za určitých podmínek je tento typ paliva možné spalovat na standardních typech hořáků, ale i tak jejich provoz nemusí být zdaleka bezproblémový. Pro dosažení požadovaného výkonu jako s ušlechtilými palivy je nutné hořákem protlačit mnohem větší množství nízko-výhřevného paliva, což geometrie hořáku nemusí umožnit. Po nezbytném teoretickém úvodu, kde je zhodnocena současná situace v oblasti výzkumu plynných nízko-výhřevných paliv a přidávání inertních plynů do ušlechtilého paliva se práce věnuje problematice tvorby emisí oxidu dusíku (NOx) a shrnuje technologické postupy aplikovatelné na procesních hořácích pro potlačení jejich tvorby. Dále jsou kategorizována paliva z různých alternativních zdrojů, včetně popisu jejich složení a jejich vlastností. V souvislosti s těmito palivy byla vytvořena simulace spalování v bilančním software a byl proveden výpočet fyzikálně-chemických vlastností. Součástí práce je návrh a konstrukce dvou zařízení. Jedním z nich je experimentální směšovací stanice pro přípravu nízko-výhřevných paliv umožňující připravit palivo ze 4 různých plynů. Druhým produktem je hořák na nízko-výhřevná paliva. Nedílnou součástí práce je popis přípravy a vyhodnocení experimentálního měření. V průběhu experimentu byly do zemního plynu postupně přimíchány oxid uhličitý a dusík. Tyto plyny dokázaly snížit výhřevnost paliva až na hodnotu 10,7 MJ/mN3. Postupně byl vyhodnocen vliv inertních plynů na emise NOx, stabilitu a charakteristické vlastnosti plamene, teplotu spalin, teploty v plamenu v horizontální rovině spalovací komory a v neposlední řadě také na tepelné toky do stěny spalovací komory a termickou účinnost. Všechny zmíněné parametry byly postupně vyhodnoceny na třech typech hořáků: hořák se stupňovitým přívodem paliva, hořák se stupňovitým přívodem spalovacího vzduchu a speciálně navržený hořák na nízko-výhřevná paliva. Obecný trend byl takový, že po přidání inertního plynu do paliva dochází ke snížení teplot v plamenu a v důsledku toho i ke snížení koncentrace emisí NOx ve spalinách. Největšího snížení NOx bylo dosaženo po přidání oxidu uhličitého, přidávání dusíku mělo efekt méně výrazný. Ve velké míře však také záleží na konstrukci hořáku. Ve většině případů došlo po přidání inertního plynu do paliva ke zkrácení plamene, s čímž korespondovaly také zjištěné hodnoty tepelných toků, kdy více tepla z horkých spalin bylo do stěn komory přeneseno blíže k hořáku.
|
|
|
Způsoby snižování emisí oxidů dusíku
Šimeček, Radek ; Hudák, Igor (oponent) ; Bělohradský, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá metodami snižování emisí oxidů dusíku při průmyslovém spalování. V kapitole týkající se legislativy jsou shrnuty emisní limity pro stacionární zdroje znečišťování platné v České republice, dále jsou uvedeny legislativní prostředky ke snižování a monitorování hodnot emisí. Následuje přehled primárních a sekundárních metod pro omezení emisí NOx, včetně uvedení výhod a nevýhod jednotlivých metod. Závěrem je v software ChemCAD provedena simulace, demonstrující vliv teploty spalovacího vzduchu a recirkulace spalin na parametry spalování.
|
|
|
Vliv provozních parametrů spalování a konstrukčních parametrů nízkoemisního hořáku na charakteristické parametry spalovacích procesů
Nykodým, Jiří ; Hudák, Igor (oponent) ; Bělohradský, Petr (vedoucí práce)
Hlavní náplní práce bylo vyšetření vlivu provozních parametrů spalování (přebytek spalovacího vzduchu, poměr paliva na primárním stupni) a konstrukčních parametrů nízkoemisního hořáku (úhel sklonu sekundárních trysek, natočení sekundárních trysek vzhledem k ose hořáku) na tvorbu emisí NOx a CO, teplotu spalin, tvar, stabilitu a rozměry plamene, teploty v horizontální rovině symetrie spalovací komory a množství tepla odvedeného z horkých spalin do pláště spalovací komory. Vlastní experimentální činnost byla provedena v laboratoři Ústavu procesního a ekologického inženýrství, která je zaměřena na hořákové zkoušky. Pro zkoušky byl použit hořák se stupňovitým přívodem paliva. Na základě experimentálních dat byl vytvořen matematický model, který popisuje závislost NOx na provozních parametrech spalování a konstrukčních parametrech hořáku. Podle modelu s rostoucím přebytkem spalovacího vzduchu a rostoucím úhlem natočení sekundárních trysek klesá tvorba NOx. Dále byla změřena teplotní pole v horizontální rovině symetrie spalovací komory, kde při vyšším přebytku spalovacího vzduchu klesaly teplotní špičky plamene. Vyhodnoceno bylo také tepelné zatížení pláště spalovací komory po délce plamene pro vybraná nastavení. Výsledky ukazují, že s rostoucím množstvím spalovacího vzduchu se snižovala účinnost přenosu tepla do stěn komory.
|
|
|
Obohacování spalovacího vzduchu vysoce čistým kyslíkem
Polášek, Kryštof ; Hudák, Igor (oponent) ; Bělohradský, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá kyslíkem obohaceným spalováním (tzv. „oxygen enhanced combustion“). V práci jsou popsány jednotlivé metody obohacování spalovacího procesu, dále jsou zhodnoceny výhody a nevýhody obohacování. Následuje přehled využití v jednotlivých průmyslových oblastech. Jelikož při manipulaci s kyslíkem je potřeba dbát určitých bezpečnostních opatření, bezpečnosti při kyslíkem obohaceném spalování se věnuje samostatná kapitola. V poslední části práce je provedena simulace kyslíkem obohaceného spalování v softwaru ChemCAD. Simulací byl sledován vliv koncentrace kyslíku v oxidačním činidle na objem a teplotu spalin, hustotu a viskozitu spalin a koncentraci CO2 a H2O ve spalinách.
|
|
|
Characteristic parameters of oxygen-enhanced combustion process
Hudák, Igor ; Hájek, Zdeněk (oponent) ; Bělohradský, Petr (vedoucí práce)
The thesis is focused on the investigation of oxygen enhanced combustion (OEC) and its impact on the burner characteristics. The OEC technology is used in various industrial applications, in which increased productivity, higher heat efficiency, improved flame characteristics, reduced equipment cost and/or improved product quality is required. However, the application of OEC technology can also cause problems such as refractory damage, nonuniform heating, flame disturbance, increased pollutant emission and/or flashback. The experiments were carried out at the burner testing facility that enables to test different types of burners (gaseous, liquid or combined) up to the thermal input 1 800 kW. During the tests two staged low-NOx burner fired by natural gas was used. The work was aimed at the studying of the influence of 21–46 % oxygen concentration on the NOx emissions, the flue gas temperature, the distribution of the heat extracted from the hot flue gas to the wall of the combustion chamber, and the flame pattern including its stability, shape and dimensions. The combustion tests of premixed air and air-oxy/fuel methods were carried out at the thermal inputs of 300 kW, 500 kW and 750 kW for two combustion modes – one staged combustion and two staged combustion.
|
|
|
Rotační sušící a sintrovací pece
Rafaj, Svatomír ; Hudák, Igor (oponent) ; Skryja, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou rotačních sušících a sitrovacích pecí. První část práce pojednává o konstrukčním řešení těchto pecí, procesech, které v nich probíhají a o různých možnostech jejích technologických zapojení. V druhé části jsou provedeny dva experimenty. První se zabývá určením zdržné doby materiálu v bubnu sušící rotační pece v závislosti na frekvenci otáčení a sklonu rotační pece. Zkoušky vyhodnotily zvlášť závislost zdržné doby na frekvenci otáčení a sklonu pece. Z těchto dat byla stanovena regresní rovnice, která popisuje závislost zdržné doby na frekvenci otáčení a sklonu pece. Výsledky regresní rovnice, v porovnání s rovnicemi z literatury, umožňuje přesnější výpočet zdržné doby (s odchylkou jedné minuty) pro daný materiál a podmínky sušení. Druhý experiment je zaměřen na sestavené materiálové a tepelné bilance konkrétního sušícího procesu. Materiálem byl vlhký drcený tetrapack. Byly stanoveny technologické podmínky pro tento materiálu, potřebný příkon hořáku a tepelné ztráty distribuce tepla mezi materiálem a spalinami. Při sušení materiálu bylo odvedeno téměř 80 procent tepla spalinami. Zbylých 20 procent bylo rozděleno mezi latentní teplo (potřebné na odpaření vody z materiálu), materiál a tepelné ztráty povrchem pláště.
|
|
|
Využití paliv z obnovitelných zdrojů a odpadů
Pořízek, Vít ; Hudák, Igor (oponent) ; Skryja, Pavel (vedoucí práce)
Předmětem diplomové práce jsou dostupná i potencionální plynná a kapalná alternativní paliva vyrobená z biomasy a odpadů. Práce se zabývá jejich podrobným popisem a srovnáním. V první části práce je uvedeno základní rozdělení týkající se biopaliv a alternativních paliv vyrobených z odpadů. Dále se práce zaměřuje na samotná paliva, jejich vlastnosti, výrobu, použití a dopad na životní prostředí. Poté je popsána legislativa problematiky a paliva jsou srovnána z různých hledisek. Náplní praktické části jsou zkoušky spalování kapalných paliv získaných z odpadních zrojů. Je zde provedena rešerše základních způsobů atomizace kapalných paliv a zpracován plán a průběh zkoušek. Výsledky jsou vyhodnoceny z hlediska vhodnosti použití, kvality spalování a emisních limitů.
|
|
|
Konopí jako alternativní palivo
Jaworská, Petra ; Zejda, Vojtěch (oponent) ; Hudák, Igor (vedoucí práce)
Bakalářská práce pojednává formou literární rešerše o možnostech využití rostliny konopí jako energetické plodiny a jejím vývoji a udržitelnosti v budoucnu. V České republice je produkce konopných biopaliv teprve v počátcích, ale s přibývajícím zájmem o alternativní zdroje energie se předpokládá jejich rozvoj. Konopná biomasa a její pozitivní vlastnosti při výrobě biopaliv platí pro kapalné, plynné i tuhé formy. V zastoupení kapalných paliv konopí představuje nový alternativní zdroj bionafty, kterou lze využívat v klasických naftových motorech. Briketování konopného pazdeří se velice rozmohlo i na našem území. Brikety vykazují skvělé vlastnosti při spalování v porovnání s jinými zdroji. Vysoká výhřevnost, nízká pořizovací cena a šetrnost k životnímu prostředí dává inspiraci vzniku novým pěstitelským oblastem. Druhou nejvíce využívanou formou paliva, hned po briketování je palivo plynné. Bioplyn vzniká v klasických biofermentorech, zpracovávající konopnou biomasu často s příměsí kejdy. Vlastnosti bioplynu jsou také velice uspokojivé. Vzhledem k velkému počtu bioplynových stanic v ČR má rozvoj výroby konopného bioplynu značný potenciál. Díky velké produkci biomasy konopí během roku se stává tato plodina i přes finančně náročnější zpracování, jednou z nejvýhodnějších alternativních surovin pro výrobu biopaliv.
|
|
|
The influence of the combustion air temperature on parameters of the combustion process
Šimeček, Radek ; Hudák, Igor (oponent) ; Skryja, Pavel (vedoucí práce)
This master’s thesis deals with combustion air preheating and its influence on combustion process parameters. In the theoretical part, an overview of the most common air pollutants from industrial combustion is presented. The relevant currently valid legislation in the European Union is described and its implementations into national legislations in the Czech Republic and in Germany are compared. Furthermore, classification of burner types according to different criteria and a research on previous work concerning combustion air preheating are included. An experimental investigation of two different fuel-staged burners fired by natural gas at a constant thermal input of 750 kW with combustion air preheated up to 250 °C was carried out at a burner testing facility. The results revealed a positive effect of preheating on the combustion efficiency. On the contrary, the amount of produced emissions NOx and CO emissions increased with the preheating temperature.
|
host ::
RSS.