|
| |
|
|
Cavitation in microfluidics
Holub, Martin ; Kozák, Jiří (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
Mikrofluidice byla v posledních letech věnována intenzivní pozornost výzkumnými týmy takřka po celém světě. Její možné aplikace jsou velmi početné, zejména pak v oblasti zdravotnictví, ukládání energie do baterií nebo chlazení vysoce výkonných počítačů. Bakalářská práce „Kavitace v mikrofluidice“ se zabývá kavitací na mikro-měřítku. Nedávný výzkum ukazuje, že mnohé charakteristiky kavitujícího proudění na takto malých rozměrech se podstatně liší oproti charakteristikám pozorovaným na konvenčních makro-rozměrech. Toto podtrhuje relevantnost této práce. Lepší pochopení tohoto jevu může být využito například k řešení jednoho ze značných úskalí mikrofluidiky a to sice mísení tekutin, nebo dále také k jejich pumpování. Mezi další možné aplikace se řadí mechanické namáhání a rozklad mikroorganismů a buněk, katalýza chemických reakcí a cílená doprava léčiv. První část této práce je věnována postupně základům z oblasti mechaniky tekutin a chemie kavitace. Tato část je následována stručným přehledem aplikací kavitace a to jak na měřítkách tradičních, tak na měřítkách v řádech mikrometrů. Poté je uveden popis numerického řešení kavitujícího proudění spolu s analýzou a ověřením získaných výsledků. Mezi výsledky je například popis rozložení fází, informace o tom, kde dochází k recirkulaci a také přehled vlivu změny kavitačního čísla na tvar a charakteristiky proudění. V závěrečné části práce je pak na základě získaných znalostí navržen experiment, který umožní dále studovat tuto problematiku a poslouží také k vyhodnocení vhodnosti laminárního modelu. Tato bakalářská práce slouží jako základní kámen pro další výzkum v této oblasti plánovaný na Vysokém učením technickém v Brně, a z tohoto důvodu jsou v textu uvedena doporučení pro další práci.
|
|
|
Drug transport using microbubbles
Piňos, Ondřej ; Tancjurová, Jana (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This bachelor thesis deals with the research in field of medical usage of microbubbles, specially focused on ultrasound iniciated cavitation of microbubbles filled with drugs. Thesis includes technology of manufacturing, chemical composition, efects of cavitated microbubbles on tissue and description of mechanism that occurs during the aplication of ultrasound triggered microbubbles. Second part deals with mathematical description of microbubble under acustic pressure using the Rayleigh-Plesset equation and equation for microbubble with membrane are presented. The MATLAB script for calculation of physical parameters describing state of microbubble is also explained.
|
|
|
Computational modeling of cavitation characteristic curve of radial centrifugal pump
Leischner, Jakub ; Chabannes, Lilian (referee) ; Štefan, David (advisor)
Tato práce se zabývá jedním z nejčastějších problémů spojených s provozem radiální odstředivých čerpadel mimo optimální podmínky - kavitací. Její příčiny a vliv jsou vysvětleny a shrnuty společně s popisem hlavních částí čerpadel a simulačních metod výpočtového modelování proudění. K vyhodnocení vlivů kavitace na provozní parametry čerpadla jsou použita data z experimentálního měření a vytvořeného CFD modelu. Hlavní charakteristiky čerpadla, jako dopravní výška a účinnost, jsou srovnány ve 4 bodech zahrnujících rozmezí od návrhového bodu až po nevhodný provozní režim při poklesu dopravní výšky o více než 3 %. Jako doplněk je z výsledků CFD simulací vyhodnocen objem páry vznikající v oběžném kole a frekvence pulzací působících sil.
|
|
|
Cavitation in microfluidic orifice
Bohunský, Tomáš ; Burda, Radim (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This diploma thesis deals with cavitation flow in the microscale, which remains an area with a lack of sufficient description of this phenomenon. At the same time, microfluidics is a field experiencing a dramatic rise in numerous biochemical applications, which underlines the relevance of researches of this type. In theoretical part of the thesis, cavitation was described in detail. In the practical part, a microfluidic device with a cavitation orifice was designed and manufactured. The ANSYS program was used for this design. An experiment was performed with the designed microchip, the aim of which was to observe a cavitating flow on the orifice. This measurement took place at the microfluidic laboratory at Victor Kaplan Department of Fluid Engineering. Due to the failure of the experiment, a CFD model of two-phase cavitation flow was built. The conclusions of the thesis were compiled from the findings of measurement and the results of modeling.
|
|
|
Material wear due to cavitation erosion
Lecnar, Lukáš ; Kozák, Jiří (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This Master’s thesis is dedicated to cavitation erosion of a material surface. First part of thesis describes basic principle of cavitation and its erosion consequences of solid objects. There are mentioned basic cavitation models used in CFD software. Second part incorporate concept design and numerical calculation of critical shape in reference to highest intensity of cavitation erosion at flow area. Last part of thesis is experimental and it is focused on cavitation erosion at flow area due to critical shapes from numerical calculation.
|
|
|
Cavitation erosion mechanisms
Kotoulová, Helena ; Kozák, Jiří (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
Předložená bakalářská práce se zabývá mechanismy kavitační eroze a je rozdělena na dvě hlavní části. Teoretická část popisuje princip kavitace, způsob jejího vzniku a především kolaps kavitačních bublin, který negativně ovlivňuje povrch obtékaného tělesa (např. na hydraulických strojích). Z tohoto důvodu je nutné podrobně studovat účinky kavitační eroze. Experimentální část je věnována testování kavitační eroze na kovových a plastových vzorcích vytisknutých na 3D tiskárně. Plastové vzorky byly srovnávány navzájem mezi sebou, kovové vzorky z 3D tiskárny se vzorky odlitými. O vlivu kavitační eroze na součásti vytisknuté na 3D tiskárně je stále ještě málo informací, i když se jedná o velmi progresivní a stále častěji používaný typ výroby.
|
|
|
Mathematical Model of Vehicle Damper
Vrba, Michal ; Hejtmánek, Petr (referee) ; Blaťák, Ondřej (advisor)
This master’s thesis describes development of parametric model of monotube damper which would be able to predict damping forces. This model is intended for 3-way racing dampers which are built with foot valve and external adjusters. Each flowing path was included to calculate the damping force. Also, mathematical model for shim stiffness was created. First part of the master’s thesis was focused on the description of function of the damper and physical effects that influence damping characteristic. In the next part, the mathematical model was described. The damper was correlated and validated on damper dynamometer. Final part of thesis focuses on the investigation of input arguments and their influence on resulting damping.
|
|
|
Cavitation erosion
Lecnar, Lukáš ; Hudec, Martin (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
This bachelor’s thesis focuses on cavitation erosion and it is divided into two main parts. The first part is devoted to the search of cavitation erosion focusing on erosion mechanisms. In the first chapter of this search is briefly described cavitation process and different types of cavitation are listed here. Hydrodynamic cavitation which is the key type for this bachelor’s thesis is described in the following chapter. The final and the most extensive chapter is devoted to cavitation erosion of solids which is largely associated with the effects of the mechanical action of the fluid. The second part is devoted to the experimental study of cavitation erosion of samples. The goal was to document the experiment which was carried out in order to gain knowledge about the material removal by cavitation erosion.
|
|
| |
guest ::
