|
|
Pohyb kapky po nakloněné rovině
Habr, Martin ; Jašíková, Darina (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Práca sa zaoberá teóriou čiastočnej zmáčavosti steny, podľa ktorej je odvodený vzťah pre rýchlosť kvapky pohybujúcej sa po naklonenej rovine v závislosti na čase. V práci sú vysvetlené základné pojmy s touto teóriou súvisiace. Prostredníctvom rozboru divergencie normálového vektoru povrchu kvapky je vypracovaný postup matematického vyhodnotenia zložky dynamickej adhéznej sily. V rámci diplomovej práce bol vykonaný experiment, pri ktorom bola na štyroch analyzovaných povrchoch zisťovaná rýchlosť kvapiek rôznych objemov pri rozličných uhloch naklonenia roviny. Z výsledkov experimentu sú pomocou nelineárnej regresie vyhodnotené neznáme parametre, ako adhézny súčiniteľ, zložka dynamickej adhéznej sily a počiatočná a konečná rýchlosť kvapky. V rámci diplomovej práce bola vykonaná simulácia pohybu kvapky po naklonenej rovine v programe ANSYS Fluent. Záverom sú jednotlivé výsledky zhodnotené, porovnané a sú navrhnuté nové postupy, ktoré by mohli pomôcť pri ďalšom výskume stekania kvapky.
|
|
|
Local velocity scaling in upward flow to tooth impeller in a fully turbulent region
Šulc, R. ; Ditl, P. ; Fořt, I. ; Jašíková, D. ; Kotek, M. ; Kopecký, V. ; Kysela, Bohuš
The hydrodynamics and flow field were measured in an agitated vessel using 2-D Time Resolved Particle Image Velocimetry (2-D TR PIV). The experiments were carried out in a fully baffled cylindrical flat bottom vessel 400 mm in inner diameter agitated by a tooth impeller 133 mm in diameter. Distilled water was used as the agitated liquid. The velocity fields were investigated in the upward flow to the impeller for three impeller rotation speeds – 300 rpm, 500 rpm and 700 rpm, corresponding to a Reynolds number in the range 94 000 < Re < 221 000. This means that fully-developed turbulent flow was reached. This Re range secures the fully-developed turbulent flow in an agitated liquid. In accordance with the theory of mixing, the dimensionless mean and fluctuation velocities in the measured directions were found to be constant and independent of the impeller Reynolds number. On the basis of the test results the spatial distributions of dimensionless velocities were calculated. The axial turbulence intensity was found to be in the majority in the range from 0.4 to 0.7, which corresponds to the middle level of turbulence intensity.
|
|
|
Measurement of drop size distribution time rate for liquid-liquid dispersion using IPI method
Jašíková, D. ; Kotek, M. ; Kysela, Bohuš ; Šulc, R. ; Kopecký, V.
The liquid-liquid dispersion properties are studied mainly by image analysis (IA) and Interferometric Particle Imaging (IPI). Drop sizes will be investigated in dilute dispersion since in this case the break up phenomena is the dominating and is not affected by phase fraction. Characteristics of the size distribution and the evolution of two liquid-liquid phase’s disintegration were studied. The IPI method was used for subsequent detailed study of the disintegrated droplets. We compared two liquids: Rhodosil Oil 47V50, and Silicone Oil AP1000 under stirrer rate of 540 rpm, and 760 rpm. The experiment run in the scaled model of agitated tank with Rushton turbine.
|
|
| |
|
|
Vyhodnocení průtoku přes měřící objemem při měření velikosti kapek
Kysela, Bohuš ; Formánek, R. ; Chára, Zdeněk ; Konfršt, Jiří ; Jašíková, D. ; Šulc, R.
Měření a vyhodnocení velikosti kapek prostřednictvím obrazové analýzy (IA) bylo široce používáno v mnoha výzkumech. Vývoj nových vizualizačních technik a PIV metod umožňuje měřit přímo v kontrolním objemu. Tyto metody jsou však omezeny následujícími parametry, jako je velikost snímané oblasti, maximální rozlišení a optická omezení (průhlednost, index lomu, koncentrace dispergované fáze). Tento příspěvek je zaměřen na simulaci rychlostního pole ve snímané oblasti zájmu, které slouží k nastavení důležitých parametru kamery.
|
|
|
The minimum record time for PIV measurement in a vessel agitated by a Rushton turbine
Šulc, R. ; Ditl, P. ; Fořt, I. ; Jašíková, D. ; Kotek, M. ; Kopecký, V. ; Kysela, Bohuš
In PIV studies published in the literature focusing on the investigation of the flow field in an agitated vessel the record time is ranging from the tenths and the units of seconds. The aim of this work was to determine minimum record time for PIV measurement in a vessel agitated by a Rushton turbine that is necessary to obtain relevant results of velocity field. The velocity fields were measured in a fully baffled cylindrical flat bottom vessel 400 mm in inner diameter agitated by a Rushton turbine 133 mm in diameter using 2-D Time Resolved Particle Image Velocimetry in the impeller Reynolds number range from 50 000 to 189 000. This Re range secures the fully-developed turbulent flow of agitated liquid. Three liquids of different viscosities were used as the agitated liquid. On the basis of the analysis of the radial and axial components of the mean- and fluctuation velocities measured outside the impeller region it was found that dimensionless minimum record time is independent of impeller Reynolds number and is equalled N. t(Rmin) = 103 +/- 19.
|
|
|
Local velocity scaling in T400 vessel agitated by Rushton turbine in a fully turbulent region
Šulc, R. ; Ditl, P. ; Fořt, I. ; Jašíková, D. ; Kotek, M. ; Kopecký, V. ; Kysela, Bohuš
The hydrodynamics and flow field were measured in an agitated vessel using 2-D Time Resolved Particle Image Velocimetry (2-D TR PIV). The experiments were carried out in a fully baffled cylindrical flat bottom vessel 400 mm in inner diameter agitated by a Rushton turbine 133 mm in diameter. The velocity fields were measured in the zone in upward flow to the impeller for impeller rotation speeds from 300 rpm to 850 rpm and three liquids of different viscosities (i.e. (i) distilled water, ii) a 28% vol. aqueous solution of glycol, and iii) a 43% vol. aqueous solution of glycol), corresponding to the impeller Reynolds number in the range 50 000 < Re < 189 000. This Re range secures the fully-developed turbulent flow of agitated liquid. In accordance with the theory of mixing, the dimensionless mean and fluctuation velocities in the measured directions were found to be constant and independent of the impeller Reynolds number. On the basis of the test results the spatial distributions of dimensionless velocities were calculated. The axial turbulence intensity was found to be in the majority in the range from 0.388 to 0.540, which corresponds to the high level of turbulence intensity.
|
|
|
Evaluation of the turbulent kinetic dissipation rate in an agitated vessel
Kysela, Bohuš ; Konfršt, Jiří ; Chára, Zdeněk ; Sulc, R. ; Jašíková, D.
The design of agitated tanks depends on operating conditions and processes for that are used for. An important parameter for the scale-up modelling is the dissipation rate of the turbulent kinetic energy. The dissipation rate is commonly assumed to be a function of the impeller power input. But this approach gives no information about distribution of the dissipation rate inside the agitated volume. In this paper the distributions of the dissipation rate inside the agitated vessels are estimated by evaluations of the CFD (Computational Fluid Dynamics). The results obtained from RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes equations) k-epsilon turbulent model and LES (Large Eddy Simulations) with Smagorinsky SGS (Sub Grid Scale) model are compared. The agitated vessels with standard geometry equipped with four baffles and stirred by either a standard Rushton turbine or a high shear impeller were investigated. The results are compared with mean dissipation rate estimated from the total impeller power input.
|
|
|
Formování kapek v systému dvou nemísitelných kapalin
Kysela, Bohuš ; Konfršt, Jiří ; Chára, Zdeněk ; Šulc, R. ; Jašíková, D.
Velikost kapek při míchání dvou vzájemně nemísitelných kapalin závisí především na působení vnějších sil. Smyková napětí působící na částici v závislosti na fyzikálních parametrech (povrchové napětí, hustota, viskozita) ovlivňují konečnou distribuci velikostí tvořených kapek. V první fázi jsme se pokusili modelovat dvě reálné nemísitelné kapaliny voda-silikonový olej, které jsou dány svými vlastnostmi. A to na jednoduchém případě výtoku z kapiláry, kde jsme se snažili ověřit, zda a jak moc přesně lze modelovat chování tohoto systému s různými odchylkami fyzikálních parametrů. Dále jsme se snažili určit rovnovážné a mezní stavy v závislosti na zadaných fyzikálních vlastnostech.
|
|
|
Discharged stream from radial impeller, comparison of LDA and PIV measurements
Kysela, Bohuš ; Konfršt, Jiří ; Chára, Zdeněk ; Jašíková, D. ; Němcová, L. ; Kopecký, V.
Míchání je v procesní technice velice důležitá operace, která má za úkol vytvořit homogenní\nsměs, homogenní suspenzi, lépe rozdružit materiál v disperzích, atp. Míchaná nádoba je\naparát, kde má docházet k energeticky co nejpříznivějšímu míchání různých látek. V této\npráci se zaměřujeme na míchané nádoby s tzv. radiálním rychloběžným míchadlem.\nModelování velkých nádob na základě experimentů na malých nádobách je prováděno\npomocí podobnostních přepočtů. Základní parametry přepočtů lze analyzovat především na\nzákladě znalostí proudového pole v míchaném objemu, případně dalších veličin, jejichž\nvýsledky jsou stále předmětem ověřování a zpřesňování.\nV této práci jsme se zaměřili na měření rychlostního pole na výtoku z tzv. Rushtonova\nturbínového míchadla [1,2,3], kde vytékající proud z lopatek bývá popisován analogicky jako\ntok v zatopeném proudu [4]. Rychlostní profily byly měřeny pomocí dvousložkového LDA\nměření (radiální a tangenciální složka). Třetí (axiální) složka byla měřena následně po\npřestavění měřícího LDA systému. Získaná data časových záznamů byla podrobena další\nanalýze při vyhodnocování statistických veličin časově středních hodnot rychlostí a velikosti\nfluktuačních složek.
|
host ::
RSS.