|
|
Low-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation
Kejík, Pavel ; Fekete, Roman (referee) ; Lapčík, Ĺubomír (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
V mnoha oborech jsou stále využívána anorganická filtrační media založená na materiálech, jejichž výroba využívá primární suroviny. Jejich výroba je tedy energeticky náročná a v důsledku nákladná a neohleduplná k životnímu prostředí. Cílem této práce je ověřit možnost využití alkalicky aktivovaných materiálů na bázi sekundárních surovin, především vysokopecních strusek (BFS) a popílků z uhelných elektráren (FA), pro výrobu porézních médií schopných v budoucnosti nahradit keramické a jiné anorganické filtry. Výzkum je rozvinut skrze experimentální design založený na výpočetním schématu samostatně vyvinutém s pomocí programu MATLAB. Toto schéma počítá vhodná složení směsí na základě poměrů obsahu nejdůležitějších oxidů ve vstupních surovinách. Tak je zajištěno zohlednění proměnlivého složení vstupních surovin a práce je tím hodnotnější, že její výsledky jsou skrze početní nástroj zohledňující základní oxidové složení surovin zobecnitelné. Zároveň byly však pro srovnání a lepší názornost závislostí vlastností na složení navrhnuty a připraveny i série vzorků založené vždy pouze na jedné ze surovin. Z výsledků vyplývá, že pevnost vzorků z těchto směsí (vytvrzených 24 hodin při 70 °C) ve čtyřbodové ohybové zkoušce dle ČSN EN 12390 5 může přesáhnout 7,6 MPa. Dosažením co možná nejvyšší porozity však zákonitě negativně ovlivňuje pevnost materiálu a výsledný materiál tedy dosahuje pevnosti těsně nad hranicí 6,3 MPa. Výsledky obecně dokazují, že nejvíce je pevnost materiálů ovlivněna poměrem SiO2/Al2O3 a množstvím alkalického aktivátoru. Z výsledků vyplývá, že alkalicky aktivované materiály (AAM) na bázi strusky dosahují i více než dvojnásobné pevnosti analogických materiálů na bázi elektrárenského popílku. Velikost pórů materiálů připravených z tříděných surovin s velikostí zrna od desítek po lehce přes sto mikronů se ve většině případů pohybuje v rozmezí desetin ž jednotek mikronů, v případě výsledného materiálu je to pak přibližně 0,2 mikronu. Celková porozita lisovaných těles se pohybuje těsně pod 40 %, což je v tomto případě téměř dvojnásobek ve srovnání s totožnými materiály na bázi netříděných surovin. Výsledky rovněž ukazují, že materiály na bázi strusky vykazují nižší porozitu než ty na bázi popílku, což je patrně způsobeno rozdílnou morfologií částic obou materiálů – částice strusky jsou nepravidelně hranaté a částice popílku kulaté. V průběhu experimentální činnosti byla pozorována tvorba výkvětů u materiálů na bázi elektrárenských popílků. Pomocí Energo-disperzní spektroskopické analýzy (EDS) byly výkvěty identifikovány jako hydroxid sodný procházející karbonatací za účasti vzdušného CO2. Test permeability vyžadoval, kvůli velmi jemné povaze porézní struktury, přípravu asymetrických filtračních přepážek. Tyto přepážky dosáhli propustnosti 138 L/h.m2.bar pro vodu a 1320 L/h.m2.bar pro vzduch.
|
|
|
Agglomeration of animal feed mixtures
Moravec, Jan ; Lacina,, Lubor (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
The theoretical part of this work focuses on the description of mechanical properties of compound feed produced in cooperation with Mendel University in Brno. These properties are mainly flow properties, which are crucial for the technological processes of these mixtures. The first part of this work also contains a general information about commonly used shear devices. Jenike's Shear Cell and Rheometer FT4 from company Freeman Technology are described in more detail. Because of the complexity of the behavior of these materials, their properties are mostly found the experimental way, which is the main topic of the practical part of this work. In this section you can find a description of measurements performed on Jenike's Shear Cell and on the Rheometer FT4. Moreover measurements of strength and length of granules were undertaken. Further the analysis of powder feed mixtures on sieves is described. Materials analyzed were compound feeds for chickens. Mutually they differed in the content of mealworms. Pellets were made from the mixtures and were then also subjected to measurement.
|
|
|
Limit Modes of Particulate Materials Classifiers
Adamčík, Martin ; Štěpánek, František (referee) ; Fekete, Roman (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
S požadavky materiálových věd na stále menší částice jsou potřebné i nové přístupy a metody jejich klasifikace. V disertační práci jsou zkoumány struktury turbulentního proudění a trajektorie částic uvnitř dynamického větrného třídiče. Zvyšující se výpočtový výkon a nové modely turbulence a přístupy modelování komplexních plně turbulentních problémů řešením Navier-Stokesových rovnic umožňují zkoumání stále menších lokálních proudových struktur a vlastností proudění s větší přesností. Částice menší než 10 mikronů jsou více ovlivnitelné a jejich klasifikace do hrubé nebo jemné frakce závisí na malých vírových strukturách. Práce se zaměřuje na podmínky nutné ke klasifikaci částic pod 10 mikronů, což je současná hranice možností metody větrné separace. CFD software a poslední poznatky modelování turbulence jsou použity v numerické simulaci proudových polí dynamického větrného třídiče a jsou zkoumány efekty měnících se operačních parametrů na proudová pole a klasifikaci diskrétní fáze. Experimentální verifikace numerických predikcí je realizovaná prostřednictvím částicové anemometrie na základě statistického zpracování obrazu (PIV) a proudění lopatkami rotoru je vizualizováno. Predikované trajektorie částic jsou experimentálně ověřeny třídícími testy na větrném třídiči a granulometrie je určená pomocí laserové difrakční metody. Zkoumány jsou Trompovy křivky a efektivita třídění.
|
|
|
Development of a Fluid Curtain for Gaseous Exhalations Absorption
Krištof, Ondřej ; Fekete, Roman (referee) ; Lapčík,, Lubomír (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
The dissertation thesis deals with the application of absorption methods for the separation of gaseous pollutants from polluted gaseous mixtures using a pilot plant scrubber. The efficiency of the gaseous pollutant removal was determined based on the hydrodynamic distribution of fluids inside the spray chamber. A TF-28 150 spiral nozzle, which was used to spray the absorption liquid, was experimentally characterized. Specifically, the pressure impact pattern of the liquid produced by the nozzle was investigated using intrusive methods and the effective spray angles, the modes of primary and secondary atomization, the droplet size and liquid velocity distributions were determined using non-intrusive optical methods. Numerical simulations of flow of model gas phase inside the sprinkler head and spraying of the liquid through the spiral nozzle were also carried out. The obtained data can be applied to estimate the interface area and together with the determination of the coefficient of total mass transfer thus define the kinetics of chemisorption for a given absorbent/absorbate combination.
|
|
|
Genesis of new ultra-fine particles of milling stock in the course of the mill exposure.
Kejík, Pavel ; Pekař, Miloslav (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
This work deals with the study of limestone and corundum dry milling using attritor-type stirred mill in a batch mode. There were stearin and polyethylene glycol used as surfactants and spherical shaped steel grinding elements used for the experimental part of the work. The main idea was to examine behavior of the selected grinding stock type within a long-term grinding forces exposure in selected conditions of ultrafine dry milling leading up to the submicron area. Characterization of samples was performed by laser granulometry, X-ray powder diffraction analysis, flame atomic absorption spectroscopy, objective color determination and electrokinetic potential measurement. Experimetaly measured data implies that in all cases there was a re-agglomeration of the grinding stock particles occurring, although in different stages of the disintegration process and in mutually various degree. The analysis results denote that a larger erosion of the crystal structures with the associated increase of the amorphous phase in the submicron particle size took place in the grinding stock.
|
|
|
Mechanical response of glass fiber-reinforced polymer composite
Širjovová, Veronika ; Svěrák, Tomáš (referee) ; Čech, Vladimír (advisor)
The bachelor thesis is concerned with mechanical properties of glass fiber-reinforced polymer composites depending on the surface modification of fibers and the volume fraction of fibers in the composite. The tested samples in a form of composite beams were consisted of polyester matrix reinforced with long glass fibers without surface treatment (unsized) and with commercial sizing. Shear and flexural tests were employed to evaluate adhesion at the fiber-matrix interface. The theoretical part focuses on literary search for composites, their components (matrix, reinforcement, interphase) and methods of testing their mechanical properties. The experimental part describes used materials, procedures and methods. In the result part, an assessment of the influence of the given conditions on the shear and flexural strength of the composite is summarized.
|
|
|
Bulk properties of selected particulate matter from the point of view of various measuring techniques
Bógyiová, Csilla ; Fekete,, Roman (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
This thesis focuses on particular materials and their flow properties. Handling of powder materials has an impact on technologic processes like storage, transport or dosage. In pharmacy flow properties are used for tabletting process of pills. For a correctly designed technologic process it is necessary to know the flow behaviour of powder materials. Measuring is the best way to study flow properties. The most commonly used instrument for measuring flowability are described in this thesis. Two different devices (Jenike shear device and Freeman FT4) were used to perform the experiments for the comparison of results. The tested materials were particular materials used in pharmacy. To further expand upon the research and to represent the importance of flowability, enclose to this work is a report regarding the examination of pyrolysis coke analyse from MOL Slovnaft.
|
|
|
Porous elements based on granular materials and inorganic binders
Bulejko, Pavel ; Dohnal, Mirko (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
Tato diplomová práce zkoumá možnosti tvorby porézních struktur za použití partikulárních materiálů pojených anorganickými pojivy bez dodatečné tepelné úpravy vypalováním. Jako základní pojiva byly použity portlandský a hlinitanový cement a pojiva na bázi alkalicky aktivovaného metakaolinu (geopolymeru). Jako základní kamenivo byl použit karbid křemíku v různých frakcích podle velikosti částic. Byly taktéž použity další zrnité materiály, např. křemenný písek anebo odpadních materiálů (mleté sklo a porcelán) roztříděných do frakcí podle velikosti částic. Byl sledován vliv složení a množství kameniva na vytváření porézní struktury a tím i na mechanické vlastnosti, které byly testovány pomocí mechanických zkoušek. Pevnostní zkoušky byly provedeny na trámečcích 20 × 20 × 100 mm připravených z testovacích směsí. Granulometrické a fázové složení vstupních surovin bylo studováno metodou laserové granulometrie resp. RTG difrakce. Porézní struktura byla studována metodami rtuťové porozimetrie, dále pomocí světelné a rastrovací elektronové mikroskopie a taktéž pyknometrickou metodou. V rámci charakterizace přepážek (terčíky o průměru 90 mm) připravených z jednotlivých materiálů bylo provedeno stanovení efektivní permeability průtokem vzduchu. Dále byly provedeny testy vzlínavosti kapaliny v připravených materiálech. V závěru práce byly provedeny pokusy o filtraci jemných suspenzí přes uvedené přepážky.
|
|
|
Milling activators use in the very fine powder material practice.
Spurný, Marek ; Kejík, Pavel (referee) ; Svěrák, Tomáš (advisor)
This work deals kinetics of grinding Portland cement clinker which is influenced by addition of grinding inlays surfactants. In an experiment, attritor-type stirred mill was used and surface active grinding additives such as polyethylenglykol (PEG), triethylamin (TEA) and acetate of ammonium were utilized. Granulometric distribution graph obtained from laser diffraction analysis provides data for plotting development diagrams for milling process.
|
|
|
Design of phosphate fertilizer mixer
Adamčík, Martin ; Svěrák, Tomáš (referee) ; Pellant, Karel (advisor)
Diplomová práca sa zaoberá návrhom mixéru pre výrobu fosfátových hnojív s ohľadom na zadané požiadavky. Práca samotná je rozdelená do niekoľkých častí, kde prvá formuluje ciele riešenia. Základné otázky konkrétneho priemyslu sú odpovedané s akcentom na premenné, ktoré priamo ovplyvňujú kvalitu mixovania. Ďalšia časť práce prezentuje ideový návrh so sadou výpočtov, ktoré podporujú požadovaný výkon a mechanický dizajn mixéru. Hriadeľ je kontrolovaný analytickým výpočtom a metódou FEM, vyúsťujúc do zhodných záverov. Navrhnutý dizajn mixéru je prezentovaný 3D modelmi jeho súčastí, ktoré boli vytvorené v prostredí Autodesk Inventor. Práca obsahuje taktiež 2D dokumentáciu.
|
guest ::
RSS feed.