|
|
Polymeric Hollow Fiber Heat Exchanger Design
Astrouski, Ilya ; Dohnal, Mirko (oponent) ; Horák, Aleš (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
This Ph.D. thesis is focused on theory and experimental investigations developing of new knowledge about polymeric hollow fiber heat exchanger (PHFHE). The state-of-the-art study of plastic heat exchangers shows that their usage is limited by several niches where their advantages significantly dominates, or where the use of non-plastic competitors is not impossible. On the other hand, plastic heat exchangers (and PHFHEs in particular) are devices of increasing interest. It is shown that use of small tubes (fibers) allows PHFHEs to be more competitive than conventional plastic heat exchangers. Small hydraulic diameter of a fiber causes high heat transfer coefficients, reduces thermal resistance of plastic wall and allows it to create light and compact design. Detailed study of fluid flow and heat transfer inside the hollow fiber showed that conventional approaches for single-phase laminar flow can be utilized. Poiseuille number equal to 64 and Nussel number about 4 are recommended to be used to predict pressure drops and heat transfer coefficient, respectively. Additional attention should be paid to careful determination of fiber diameter and liquid properties (viscosity). Scaling effects, such as axial heat conduction, thermal entrance region and viscous dissipation can be neglected. The study of outside heat transfer showed that heat transfer on fiber bunches are intense and are competitive to contemporary compact finned-tube heat exchangers. The Grimson approach showed clear correlation with experimental results and, thus is recommended to predict heat transfer coefficients on fiber bunches. Two types of fouling (particulate- and biofouling) of outer fiber surface were experimentally studied. It was found that particulate fouling by titanium oxide particles is not intense and deposits can be removed relatively easy. However, fouling is much more intense when it is associated with biofouling caused by wastewater. In this case, smooth and low-adhesive surface of plastic is not sufficient precaution to prevent deposit formation.
|
|
|
Teoretické využití nanotechnologie pro filtraci ve vzduchotechnice
Bosák, Jan ; Ell, Jiří (oponent) ; Rubina, Aleš (vedoucí práce)
Diplomová práce řeší problematiku využití nanotechnologie pro filtraci vzduchu ve vzduchotechnických systémech. Práce je zaměřena především na filtrování vzduchu pro prostory s vyšší třídou čistoty, např. nemocnice, technologicky náročné provozy, farmacie apod. Skládá se ze tří částí. V první z nich je vyhotoveno základní seznámení s teorií a výrobou textilie pomoci nanotechnologie. Dále jsou popsány fyzikální jevy vyskytující se při řešení této problematiky. Cílem druhé části bylo provedení experimentů, jenž měly ukázat schopnosti a vlastnosti nanofiltrů v případě vystavení reálným podmínkám filtrace vzduchu. V závěrech experimentálních měření jsou provedeny srovnání s dnes běžně užívanými filtry a zjištění jejich možností a chování při filtraci vzduchu. V poslední části práce je projeven vlastní názor na filtraci vzduchu pomoci nanotechnologií, který jsem podložil informacemi nabitými během činností týkajících se této práce, případně zkušeností ze vzduchotechnické praxe. Pro dosažení přesnější představy zde dochází k porovnáváním. V této části se dále nachází shrnutí informací z předešlých kapitol a projev vlastní představy vývoje v budoucnu. Cílem práce není propagace ani vyzdvižení zmíněných typů technologií, textilií, filtrů apod. Úkolem je pouhé konstatování zjištěných informací a případných úvah, které vycházejí z informaci nabytých měřeními, pomoci internetu a setkáním s lidmi z oboru využívající nanotechnologii.
|
|
|
Absorpční čištění spalin vznikajících spalováním odpadů
Jecha, David ; Klemeš,, Jiří (oponent) ; Žaloudík, Petr (oponent) ; Bébar, Ladislav (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá možnými metodami čištění spalin od znečisťujících látek, jako jsou složky kyselé povahy. Pozornost je především věnována mokré metodě čistění spalin, a to zejména v odstraňování oxidu siřičitého (SO2). V úvodu jsou popsány výhody a nevýhody termického zpracování odpadu se zaměřením na produkci nežádoucích znečišťujících látek. V navazující části jsou shrnuty poznatky o hlavních znečisťujících látkách vznikajících při spalování. Je uvedena legislativa platná v ČR, která se týká emisí plynných znečišťujících látek ze spaloven odpadů. Část věnující se způsobům odstraňování škodlivých látek je především zaměřena na absorpční postupy (mokrá resp. polosuchá vypírka) a adsorpční postupy. Dále jsou diskutovány některé moderní technologické postupy, jež jsou charakteristické multifunkčním účinkem, např. odstraňování kyselých složek, těžkých kovů, polychlorované dibenzo-p-dioxinů a dibenzofuranů ze spalin jediným nástřikem suspenze. Z technologií sloužících k odstraňování těžkých kovů je věnována pozornost zejména otázkám odstraňování rtuti ze spalin. Vlastní část práce se opírá o experimentální činnost na zařízení dvoustupňového čištění spalin. Je popsána funkce experimentálního zařízení a metodika měření jednotlivých veličin na experimentálním zařízení i podrobný popis všech zařízení a jejich dílů. Je proveden popis uskutečněných experimentálních měření a jejich vyhodnocení. Souběžně s experimentálními pracemi byl vyvářen simulační model mokrého čištění spalin v programu ChemCad. Na tomto modelu byly zkoumány vlivy jednotlivých provozních parametrů. Práce obsahuje naměřené výsledky, které jsou podkladem pro ověření matematického modelu. Dále je představena bilance těžkých kovů na základě měření na spalovně odpadů. Hlavní přínosy této práce lze shrnout do těchto bodů. Autor navrhl a vytvořil experimentální zařízení dvoustupňového čistění spalin. Vytvoření výpočtu tlakové ztráty pro prototypové zařízení O-element a pro náplňovou kolonu se strukturovanou náplní FLEXIPAC. Vytvoření souboru dat naměřených na experimentální jednotce. Stanovení teploty na výstupu z libovolného aparátu, kde je nastřikována kapalina do proudu teplých spalin. Navržení simulačního modelu, který je identický s experimentálním zařízením, jehož použití umožnilo porovnávat naměřená a vypočtené výsledky a je podkladem pro navrhování průmyslových aplikací. Posledním bodem je vytvoření bilance těžkých kovů na příkladové průmyslové spalovně odpadů.
|
|
|
Čištění bioplynu pomocí metody PSA (adsorpce za měnícího se tlaku)
Navrátil, Petr ; Houdková, Lucie (oponent) ; Leštinský, Pavel (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je problematika zušlechťování bioplynu. Jako směs plynů vyprodukovaná během anaerobní digesce, obsahuje energeticky hodnotný metan ale i další látky, které chceme odstranit. Uvedeme motivaci k zušlechťování bioplynu a možnosti separace, s důrazem na metodu adsorpce za měnícího se tlaku. Stěžejním parametrem této techniky, je volba vhodného adsorbentu. Ta je možná na základě znalosti adsorpčních dějů, proto je též popíšeme. Cílem této diplomové práce je stanovení parametrů metody zušlechťování bioplynu metodou adsorpce za měnícího se tlaku. K tomu je třeba stanovit adsorpční kapacitu použitého adsorbentu, změřit průrazové křivky oxidu uhličitého a metanu, stanovit tlakovou ztrátu porézní přepážky, aj. Díky tomu můžeme nakonec provést bilanci a zhodnotit použitelnost v praxi.
|
|
|
Analýza alternativ odstraňování PCDD/F při spalování odpadů
Frýba, Lukáš ; Kropáč, Jiří (oponent) ; Bébar, Ladislav (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na zhodnocení současného stavu techniky využívané k čištění spalin od persistentních organických látek, především PCDD/F. Pro tři nejčastěji používané metody řešení bylo provedeno srovnání provozní a energetické náročnosti, kde byl zhodnocen dosažitelný export energie a dopad změněných pracovních podmínek na ukazatele efektivity výroby a využití energie. V závěrech práce jsou posouzena alternativní strojně-technologická řešení využívaná pro finální odstraňování persistentních organických látek vznikajících při spalování odpadů z hlediska dodatečných provozních nákladů a energetické účinnosti.
|
|
|
Tube heat exchanger for heating water.
Novotný, Roman ; Rostislav, Ratkovský (oponent) ; Skála, Zdeněk (vedoucí práce)
Target of the master´ thesis is a design of heat exchanger air-water with the air flowing inside the pipes and with staggered pipe configuration, based on the engaged and chosen values. Next target is to determine heat exchanger with cross parallel flow and cross countercurrent flow of mediums, pressure drop on both sides air and water and dimensions of intake and outgoing gate on both sides air and water.
|
|
|
Optimalizace geometrie výměníku pomocí CFD
Stromský, Ondřej ; Gottvald, Jakub (oponent) ; Nekvasil, Richard (vedoucí práce)
Nalezení optimální geometrie výměníku tepla je hlavní náplní předkládané práce. Největší důraz je přitom kladen na nalezení optimálního proudění tekutin v tepelném výměníku a na minimalizaci tlakových ztrát. Je snahou, proudění tekutin ve výměnících usměrnit tak, aby se uvnitř trubkového a mezitrubkového prostoru nevytvářely mrtvé oblasti, tzn. nedocházelo k usazování částic v těchto místech. Mrtvé oblasti způsobují zvyšování odporu proti přenosu tepla a nutnost častého čištění tepelného výměníku. Z těchto důvodů je nutné provádět analýzy proudění a snažit se nalézt optimální geometrii tepelného výměníku.
|
|
|
Analýza hydrodynamických podmínek aparátů jednotek pro termické zpracování odpadů
Říha, Kamil ; Kilkovský, Bohuslav (oponent) ; Pařízek, Tomáš (vedoucí práce)
Termické zpracování odpadů je metoda, kdy při spalování dochází k redukci odpadů až na 10% původního objemu. Hlavní předností této metody je možnost využití tepla uvolněného spalováním odpadu pro výrobu tepelné či elektrické energie. Při termickém procesu však vzniká řada nežádoucích látek (NOx, CO, SO2, HCl, HF, PCDD/F), které se musí ze surových spalin odstranit nebo zredukovat na hodnoty dané platnou legislativou [16]. Za tímto účelem jsou spalovenské linky opatřeny řadou aparátů na odstranění těchto látek. Hlavní úkol této diplomové práce je výběr kritických aparátů z hlediska jejich tlakových ztrát. Hodnota tlakové ztráty hraje významnou roli při navržení výkonu spalinového ventilátoru. Při zvýšení či snížení celkové tlakové ztráty, roste či klesá spotřeba elektrické energie spalinového ventilátoru. Změna spotřeby se v celkovém hodnocení promítá v koeficientu efektivnosti energetického využití odpadů, kde se určuje zda jde jen o spalování odpadů či o jeho energetické využití. V první části diplomové práce jsou detailně popsány dostupné metody čištění spalin, kde je popsán jejich princip, výhody, nevýhody a porovnání jejich účinnosti. V další části diplomové práce je proveden vzorový příklad o vlivu určení technologie na celkovou hodnotu tlakových ztrát. Byly vybrány dvě technologie pro odstraňování dioxinů (technologie katalytické filtrace REMEDIA a DeNOx/DeDiox), kde se provedla detailní analýza tlakových ztrát jednotlivých komponent daných technologií. Následně byly dosažené výsledky mezi sebou porovnány a vyhodnoceny. Pro analýzu těchto dvou metod byl navržen matematický postup v softwaru Maple 9.5.
|
|
|
Vyhodnocení solární soustavy VUT Fast
Bublan, Tomáš ; Počinková, Marcela (oponent) ; Horák, Petr (vedoucí práce)
Cílem práce je vyhodnocení solárního systému na VUT FAST a dále aplikace tématu na zadané budově. Zadána byla patrová nepodsklepená mateřská škola s plochou střechou. Byly navrženy dvě varianty využití solárních kolektorů: solární ohřev teplé vody a kombinace solárního ohřevu TV se solární podporou vytápění.
|
|
|
Analýza distribuce toku v systémech s hustými svazky trubek
Babička Fialová, Dominika ; Dohnal, Miloslav (oponent) ; Turek, Vojtěch (vedoucí práce)
U zařízení na výměnu tepla s hustými svazky trubek je potřeba zajistit rovnoměrné rozdělení pracovní látky napříč svazkem, aby se předešlo různým provozním potížím. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění v trubkovém prostoru těchto zařízení. CFD simulace byly provedeny u sady různých systémů s distribucí do prostředí s konstantním tlakem. Jednotlivé modely se lišily hustotou svazku, jeho velikostí, uspořádáním a průměry jednotlivých trubek. Pracovní látkou byl ve většině případů vzduch, nicméně část modelů byla testována také s vodou. Analýzou dat získaných ze simulací v programu ANSYS Fluent byl dále zkoumán vliv zmíněných parametrů na nerovnoměrnost rozdělení toku a na tlakovou ztrátu ve svazku. Regresní model nezamítl na standardní hladině významnosti hypotézu závislosti nerovnoměrnosti distribuce toku na hustotě a velikosti svazku a plošné hustotě výtoku. V případě tlakových ztrát pak byly zamítnuty všechny parametry kromě plošné hustoty výtoku.
|
host ::
RSS.