|
| |
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Cavitation onset by liquid acceleration
Mračko, Patrik ; Burda, Radim (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
The main goal of bachelor’s thesis is description of complex phenomenon of cavitation caused by acceleration and design of experiment focusing on its observation. Thesis consist of two parts. Theoretic research focusing on basic information about cavitation, its formation and significance. Second part is design of experimental observation with help of high-speed camera, evaluation of possible complications which may occur and their solution. Conclusion proposes possible application for research in area of wastewater treatment.
|
|
|
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.
|
|
|
Application of cavitation in industrial processes
Hamar, Oliver ; Tancjurová, Jana (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
The bachelor thesis deals with the research of the application potential of cavitation technologies in various industries. Thanks to its properties, cavitation seems to be a promising tool for streamlining a large number of industrial processes in several aspects. The first part deals with the theoretical description of the cavitation phenomenon, its negatives and methods of their detection. The second part focuses on the analysis of possible usage areas of cavitation technologies and the ways of generating the cavitation, focusing on current research and findings in the area of hydrodynamic cavitation application.
|
|
|
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.
|
guest ::
