|
Physical properties of layered materials with Van der Waals bond
Michal, Ondřej ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce) ; Míšek, Martin (oponent)
Práce se zaměřuje na studii Van der Waalsových materiálů, u nichž se očekává vysokoteplotní ferromagnetismus, a metod změny jejich Curievy teploty. Zaměřili jsme se na známý fer- romagnet VI3 a nadopovali ho selenem a tellurem. Čistý VI3 se magneticky uspořádává kolem 49 K. Doping selenem a tellurem změnil Curieovu teplotu o necelý 1 K. V polykrys- talické formě byly též připraveny sloučeniny VSe2 a VTe2. Proměřili jsme jejich magnet- ické vlastnosti. Dále jsme se pokusili připravit CrSeBr metodou PVT. Hledaná sloučenina se připravit nepodařila, místo toho jsme získali několikero krystalů s binární stechiometrií. 1
|
| |
|
Přestup tepla při kondenzaci parovzdušné směsi proudící ve vertikální trubce
Toman, Filip ; Masaryk, Michal (oponent) ; Kořista, Milan (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o problematice kondenzace vodní páry v přítomnosti vzduchu jako nekondenzujícího plynu se zaměřením na přestup tepla a hmoty uvnitř vertikální trubky. Úvodní část práce je věnována rešeršní analýze dané problematiky. Pozornost je zaměřena na fyzikálně korektní popis dějů na rozhraní plynné fáze a filmu kondenzátu, dále na zahrnutí vlivu přítomnosti nekondenzujících plynů. Na tomto rozboru byly vypracovány vědecké hypotézy. Následně jsou formulovány cíle disertační práce a jsou představeny metody, kterými jsou cíle disertační práce řešeny. V rámci hodnocení dat byl vytvořen analytický model umožňující kvantifikaci přestupu tepla a hmoty pro měřené stavy. Tento model byl užit pro testování variací výpočtových vztahů publikovaných různými autory v odborné literatuře. Matematické řešení je doplněno o realizovaná experimentální měření kondenzačního součinitele přestupu tepla a celkového součinitele přestupu tepla uvnitř trubky při kondenzaci parovzdušné směsi ve vertikálních trubkách tří průměrů, konkrétně 16, 20 a 26 mm. K závěru práce je vybrána nejvhodnější kombinace již publikovaných analytických vztahů a je provedena v rámci zpřesnění její modifikace pomocí regresní analýzy. Na závěr práce je představen zjednodušující matematický popis kondenzačního děje, na jehož základě je provedena bezrozměrná regresní analýza pro popis Nusseltova čísla pro přestup tepla uvnitř trubky jako funkce jiných podobnostních čísel.
|
|
Optimalizace simulací komponent teplárenských soustav
Kudela, Libor ; Klimeš, Lubomír (oponent) ; Kořista, Milan (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na výpočtové modely teplárenských rozvodů, jejich numerickou optimalizaci a prediktivní řízení zohledňující akumulaci tepla. Předešlé studie se vyhýbají použití element metody kvůli její výpočetní náročnosti. Avšak v kombinaci s nynějším vývojem metod výpočetní vědy dostává tato stará metoda nový rozměr. Tato práce prezentuje nový simulační model horkovodu s komplexní fyzikou a možností efektivního řešení inverzních úloh, jež jsou základem pro prediktivní řízení. Poznatky získané v této práci umožňují maximalizovat výpočetní efektivnost komponent použitých při simulacích rozvodů centrálního zásobování teplem.
|
|
Vysokoteplotní akumulace energie
Roden, Lukáš ; Špiláček, Michal (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Při narůstajícím podílu obnovitelných zdrojů v energetice je třeba vyvíjet technologie skladování energie, ať už jde o skladování elektřiny či tepla. Hlavním cílem této práce je návrh a posouzení vysokoteplotního akumulátoru pro dlouhodobé uskladnění tepelné energie. Navrhovaný zásobník je počítán pro potřeby rodinného domu pokrytého fotovoltaickými panely. V simulaci chování akumulátoru je využito numerických metod v programu Excel. Jedním z hlavních zjištěných nedostatků je velké množství potrubí, které je potřeba pro dodávky a odběr tepla. Tyto a další související nedostatky znemožňují jeho ekonomicky výhodné použití bez patřičných úprav.
|
|
Vodíková plnicí stanice
Kaše, Jakub ; Šnajdárek, Ladislav (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá vodíkovými plnicími stanicemi, jejich koncepcemi, návrhem a provozem. Je popsán význam vodíku jako energetického nosiče, jeho vlastnosti a důsledky těchto vlastností pro výběr materiálů vhodných pro vodíkové aplikace. Za účelem pochopení rozhodnutí učiněných při návrhu stanice je uveden životní cyklus vodíku od jeho výroby přes přepravu a skladování až po využití. V návaznosti na to je provedeno vyhodnocení zmíněného cyklu z pohledu ekonomiky a dopadů na životní prostředí. Rešeršní část práce je zakončena přiblížením vozidel s palivovými články, jehož součástí je přehled dohledaných osobních a užitkových vozidel, a popisem vodíkových plnicích stanic. Plnicí stanice jsou rozebrány po stránce koncepcí a komponent, součástí je také přehled a analýza vybraných realizací. Výpočetní část práce je zaměřena na návrh a technicko-ekonomickou analýzu vodíkové plnicí stanice s denní kapacitou přibližně 50 kg/den a hodinovou kapacitou 6 vozidel/h pro potřeby logistické společnosti Zásilkovna s.r.o. Byla zvolena varianta stanice s dodávkami plynného vodíku v tlakových nádobách. V rámci práce byla srovnána 3 možná provedení stanice. Vodíkovou plnicí stanici lze na zadané parametry bez problémů navrhnout. Analýza výsledků nicméně ukázala velmi silnou závislost pořizovacích i provozních nákladů na dimenzovaném výkonu kompresoru. Provedený návrh vodíkové plnicí stanice proto vyžaduje další optimalizaci, což limituje přímou aplikovatelnost uvedených výsledků.
|
|
Průmyslové tepelné čerpadlo
Pinkas, Marek ; Špiláček, Michal (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou průmyslových tepelných čerpadel. Jejím cílem je popsat technologie tepelných čerpadel a jejich využití v průmyslu, kde jsou již dnes často využívaná k rekuperaci odpadního tepla. Práce se věnuje kompresorovým i absorpčním tepelným čerpadlům. Jsou zde představeny a popsány hlavní části, ze kterých se tepelné čerpadlo skládá. Důraz je rovněž kladen na používané pracovní látky. Dále jsou představeny reálné aplikace průmyslových tepelných čerpadel. Na závěr jsou navrženy dvě varianty aplikace tepelného čerpadla ve spolupráci s kogenerační jednotkou. V prvním případě bylo navrženo kompresorové tepelné čerpadlo a ve druhém absorpční. Zdrojem tepla pro tepelné čerpadlo je voda z čističky odpadních vod.
|
| |
|
Energy supply of the ski resort
Turčina, Lukáš ; Skála, Zdeněk (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
The environmental targets of the European Union Member States are to achieve carbon neutrality in the next few years by producing green energy. To offset the impact of climate change causalities, it is crucial to increase the share of renewable energy resources as well as to reduce the dependence on fossil fuel imports. The main focus of the thesis is to increase energy sourced from alternative resources in ski resorts. Furthermore, a specific design of a wind power plant located directly in the ski resort together with the storage of the remaining energy is introduced to achieve the thesis’ objective. To select a suitable wind turbine, there is a need to choose a proper construction site that should dispose of stability and good-quality wind conditions. The performed analysis concentrates on the wind speed and frequency on the identified site. As a result, the performance of the selected wind turbine can be calculated. Moreover, given the turbine power and wind frequency, the amount of energy produced can be calculated. The potential electricity production is then compared with the ski resort’s consumption. The findings suggest that with suitable wind conditions and proper planning of energy production and storage, it is possible to cover a significant amount of the resort’s consumption. However, the model is dependent on the speed and stability of the wind, which may be highly volatile over time. Nevertheless, even such small steps can be crucial to achieving the set goals and can indicate the direction in which society will move towards.
|
|
Akumulace energie do "tepelných baterií"
Janečka, Filip ; Kudela, Libor (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Akumulátory tepelné energie jsou důležitou alternativou k jiným, běžnějším metodám skladování energie, jako jsou například elektrochemické baterie, jelikož je větší část energie spotřebované v domácnostech právě ve formě tepla. Využitím tepelných zásobníků tedy dochází k vynechání kroku, ve kterém se elektrická energie přeměňuje na teplo, čímž může dojít ke zvýšení účinnosti celého procesu a snížení nákladů na energie. V této práci je popsáno a zhodnoceno pět významných metod skladování tepelné energie s ohledem jak na jejich použití jedincem v rodinném domě, tak i na použití v aplikacích s velkým odběrem energie (centrální vytápění, elektrárenské odvětví aj.). Těmito pěti zásobníky tepla jsou: zemní zásobníky, pískové zásobníky, PCM (phase change material) zásobníky, termochemické zásobníky a zásobníky vodíku. Je kladen důraz na vyzdvihnutí výhod a nevýhod jednotlivých druhů tepelných zásobníků, ukázku jejich pilotních realizací a jejich vzájemné porovnání. Dále je provedeno zhodnocení schopnosti sezónní akumulace jednotlivých tepelných zásobníků, ze kterého vyplývá, že jediným zásobníkem, zaručeně schopným téměř neomezené doby akumulace, je termochemický zásobník. V rámci této práce je také navržen vodní zásobník tepla pro rodinný dům, který byl vybrán z důvodu své dobré škálovatelnosti, ověřené funkčnosti a relativně jednoduché konstrukci.
|