|
|
Computational modeling of cavitation characteristic curve of radial centrifugal pump
Leischner, Jakub ; Chabannes, Lilian (oponent) ; Štefan, David (vedoucí práce)
This thesis deals with one of the most common problem occurring during the operation of centrifugal pumps in non-optimal conditions - cavitation. Its principle and effects are summarized together with description of main pump components and computational methods used for simulations. To evaluate the effect of cavitation on the pump performance, CFD simulation model is presented and compared with data from experimental measurement. Main pump characteristics as delivery head and efficiency are correlated in 4 different points to include range from design point to unsuitable operating mode under 3 % head drop criterion. In addition, value of water vapour and frequencies of forces acting on impeller are assessed on basis of CFD results.
|
|
|
Cavitating jet
Kotoulová, Helena ; Kozák, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This diploma’s thesis deals with the cavitating liquid jet and cavitation erosion models. It is divided into three main parts. The theoretical part describes the fundamental principles of cavitation and its negative effects on the surface of circumflowed solid materials (e.g. at hydraulic machines). An extensive chapter is also devoted to a description of the cavitating liquid jet itself, including the mechanisms of its inception, growth and collapse. Another subchapter focuses on cavitation erosion models, which are of great importance for a prediction of the cavitation erosion in the phase of computational simulation. In the experimental part, a copper sample was exposed to the cavitating jet in a test rig inspired by ASTM G134 standard and consequently, graphs of cumulative mass loss and mass loss rate were created. In addition, a visualization using high-speed camera was performed for better understanding of the cavitating liquid jet dynamic behavior. The last part focuses on numerical simulations using Computational Fluid Dynamics (CFD) and the cavitation erosion prediction. Multiple computations were performed on different types of mesh with different turbulence models in order to optimize the numerical simulation. Subsequently, the results from the simulations were evaluated and used together with the results from the experiment to predict cavitation erosion.
|
|
|
Biologické účinky rázových vln generovaných mnohokanálovým výbojem
Zeman, Jan ; Beneš, Jiří (vedoucí práce) ; Šunka, Pavel (oponent)
Rázové vlny se obecně vyznačují prudkou změnou tlaku, která způsobí následné změny vlastností prostředí, ve kterém se šíří. V lékařských aplikacích se jedná o akustickou rázovou vlnu, která se již více jak 25 let využívá k léčbě konkrementů. Tento úspěch vedl samozřejmě k úvahám o možnosti využít rázovou vlnu i v jiných oblastech medicíny. Jedním z hlavních směrů, kterým se výzkum ubírá, je možnost poškození nádorové tkáně. Nádorová tkáň se, na rozdíl od konkrementu, svými akustickými vlastnostmi od okolní tkáně téměř neliší, proto se běžné litotryptory k této aplikaci příliš nehodí. Proto byl vyvinut nový zdroj rázových vln založený na principu mnohokanálového výboje na kompozitní anodě. V experimentech byl prokazován účinek nového zdroje na akusticky homogenní tkáň stehenního svalu králíka v hloubce in vivo. Dále bylo sledováno poškození nádorové tkáně in vivo na potkanech. A nakonec poškození nádorové tkáně in vivo na potkanech v kombinaci a Photosanem a cisplatinou. Bylo zjištěno, že nový zdroj rázových vln je schopen způsobit poškození akusticky homogenní tkáně in vivo v hloubce. Také dokáže poškodit nádorovou tkáň, způsobit inhibici růstu nádoru a v kombinaci s Photosanem a cisplatinou se inhibiční efekt ještě zvětšuje.
|
|
|
Quantum turbulence in superfluid helium studied by particle tracking velocimetry visualization technique
Duda, Daniel ; Skrbek, Ladislav (vedoucí práce) ; Chára, Zdeněk (oponent) ; Skyba, Peter (oponent)
◆á③❡✈ ♣rá❝❡✿ ❑✈❛♥t♦✈á t✉r❜✉❧❡♥❝❡ ✈ s✉♣r❛t❡❦✉té♠ ❤é❧✐✉ st✉❞♦✈❛♥á ✈✐③✉❛❧✐③❛✲ ↔♥í♠✐ ♠❡t♦❞❛♠✐ ❆✉t♦r✿ ❘◆❉r✳ ❉❛♥✐❡❧ ❉✉❞❛ ❑❛t❡❞r❛✿ ❑❛t❡❞r❛ ❢②③✐❦② ♥í③❦ý❝❤ t❡♣❧♦t ❱❡❞♦✉❝í✿ ♣r♦❢✳ ❘◆❉r✳ ▲❛❞✐s❧❛✈ ❙❦r❜❡❦✱ ❉r❙❝✳ ❆❜str❛❦t✿ ❖s❝✐❧❛↔♥í ♣r♦✉❞➙♥í ✈ s✉♣r❛t❡❦✉té♠ ❛ ♥♦r♠á❧♥í♠ ❤é❧✐✉ ❜②❧❛ ③❦♦✉♠á♥❛ ✈✐③✉❛❧✐③❛↔♥í ♠❡t♦❞♦✉ s❧❡❞♦✈á♥í tr❛s♦✈❛❝í❝❤ ↔ást✐❝ ♣❡✈♥é❤♦ ❞❡✉t❡r✐❛ ♦ ♠✐❦r♦♠❡✲ tr♦✈é ✈❡❧✐❦♦st✐ s❡ ③❛♠➙➦❡♥í♠ ♥❛ ♠ír✉ ♣♦❞♦❜♥♦st✐ ↔✐ r♦③❞í❧♥♦st✐ ♠❡③✐ ❍❡ ■✱ ❦t❡ré ❥❡ ❦❧❛s✐❝❦♦✉ ✈✐s❦ó③♥í ❦❛♣❛❧✐♥♦✉✱ ❛ ❍❡ ■■✱ ❥❡➸ ❥❡ s✉♣r❛t❡❦✉té ❛ ❥❡❤♦➸ ❝✐r❦✉❧❛❝❡ ❥❡ ❦✈❛♥t♦✈❛♥á✳ ❱ ♣rá❝✐ ❥s♦✉ ♣♦♣sá♥② ✈ýs❧❡❞❦② tr♦❥✐❝❡ ❡①♣❡r✐♠❡♥t➲✿ ú♣❧❛✈ ③❛ r❡❧❛✲ t✐✈♥➙ ♣♦♠❛❧✉ ❦♠✐t❛❥í❝í ♣➦❡❦á➸❦♦✉ s r❡❧❛t✐✈♥➙ ✈❡❧❦ý♠ r♦③❦♠✐t❡♠ ✭sr♦✈♥❛t❡❧♥ý♠ s ✈❡❧✐❦♦stí ♣➦❡❦á➸❦②✮✱ st❛❝✐♦♥ár♥í ♣r♦✉❞➙♥í ✭❛♥❣❧✳✿ ✒str❡❛♠✐♥❣✏ ✮ ✈ ♦❦♦❧í r②❝❤❧❡ ❦♠✐t❛❥í❝í ❦➦❡♠❡♥♥é ❧❛❞✐↔❦② s ♥í③❦♦✉ ❛♠♣❧✐t✉❞♦✉ ✭✈③❤❧❡❞❡♠ ❦ ❥❡❥í ✈❡❧✐❦♦st✐✮ ❛ ❦❛✈✐t❛❝❡ ✈ ♦❦♦❧í ❥✐♥é r②❝❤❧❡ ❦♠✐t❛❥í❝í ❦➦❡♠❡♥♥é ❧❛❞✐↔❦②✳ ❍❧❛✈♥í♠ ✈ýs❧❡❞❦❡♠ ❥❡ ♣♦③♦r♦✈á♥í✱ ➸❡ ♦❞♣♦✈í❞❛❥í❝í ♣r♦✉❞➙♥í ✈ ❍❡ ■ ❛ ■■ s✐ ❥s♦✉ ♥❛ ✈❡❧❦ý❝❤ ♠➙➦ít❦á❝❤ ✈③á✲ ❥❡♠♥➙ ♣♦❞♦❜♥á✱ ③❛tí♠❝♦ ♥❛ ♠❛❧ý❝❤ ✈②❦❛③✉❥í ♥❛♣r♦st♦ r♦③❞í❧♥é st❛t✐st✐❝❦é ✈❧❛st✲ ♥♦st✐✳ ◆❛✈í❝ ✈ ♣➦í♣❛❞➙ ❍❡ ■■ ❥s♦✉ t②t♦ st❛t✐st✐❝❦é ✈❧❛st♥♦st✐ ✉♥✐✈❡r③á❧♥í ✈❡ s♠②s❧✉ ♥❡③á✈✐s❧♦st✐ ♥❛ ❞r✉❤✉ ③❦♦✉♠❛♥é❤♦ ♣r♦✉❞➙♥í ❛ ❥s♦✉ st❡❥♥é ❥❛❦♦ ✈ ♣➦í♣❛❞➙ t❡♣❡❧♥é❤♦ ♣r♦t✐♣r♦✉❞✉ s✉♣r❛t❡❦✉té ❛ ♥♦r♠á❧♥í s❧♦➸❦② ❍❡ ■■✱ ❝♦➸ ❥❡ ❦✈❛♥t♦✈ý ❞r✉❤ t❡♣❡❧♥é ❦♦♥✈❡❦❝❡...
|
|
|
Hydroelastic Response of Hydrofoil Under Cavitation Conditions
Čupr, Pavel ; Koňas, Petr (oponent) ; Veselý, Jindřich (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with experimental and numerical research of fluid added effects which act on a hydrofoil. The dynamic response of the hydrofoil was investigated for two types of excitation: Firstly, excitation by the von Kármán vortex shedding and the separation of boundary layer. Secondly, excitation with the use of external mechanical exciter mounted to the hydrofoil. Experimental investigation of hydrofoil dynamic response was carried out in both the non-cavitating and the cavitating flow. The obtained results were used for verification of fluid added effects calculated with the use of numerical modelling.
|
|
|
Cavitation testing using cavitating jet
Rovder, Juraj ; Dobšáková, Lenka (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This thesis deals with the issue of cavitation and its effects. In this context, it describes the mechanism of origin and implosion of cavities and cavitation regimes. It lists various types of hydrodynamic cavitation. It presents the Rayleight-Plesset equation and describes micro jet. It also highlights cavitation erosion and the effects of cavitation on some types of materials. It deals with three types of cavitation resistance testing, namely cavitation tunnels, a vibrating cavitation system, supported by the ASTM G32 standard, and last but not least, cavitation nozzles, which follow the ASTM G134-17 standard. In correlation with cavitation nozzles, it frames its four basic parameters, which are stand of distance, the cavitation number, the speed of sound and the geometry of the nozzle. At the end of the theoretical part it characterizes the construction of test bench. The practical part is focused on performing the experiment. It first presents the procedure for carrying out the experiment and then evaluates this experiment. Part of the evaluation is the visual observation of selected samples of AlCu4Mg1Mn1 material and the monitoring of cavitation erosion on specific samples. First, these data are processed in the form of graphs and tables. It uses a microscope as a tool for detailed observation of samples. The conclusion of the practical part is devoted to the evaluation of the experiment.
|
|
|
Kavitace na mikrofluidické clonce
Bohunský, Tomáš ; Burda, Radim (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá kavitujícím prouděním v mikroměřítku, což je oblast, ve které je tento jev stále nedostatečně popsán. Mikrofluidika je zároveň obor zažívající dramatický vzestup v řadě biochemických aplikací, což podtrhuje relevantnost výzkumů tohoto typu. V teoretické části práce byla kavitace podrobně charakterizována. V praktické části bylo navrženo a vyrobeno vlastní mikrofluidického zařízení s kavitační clonkou. Pro tento návrh bylo využito programu ANSYS. Na navrženém mikročipu byl proveden experiment, jehož cílem bylo pozorovat na clonce kavitující proudění. Toto měření proběhlo v mikrofluidické laboratoři na Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana. Vzhledem k neúspěchu experimentu byl sestaven CFD model dvoufázového kavitujícího proudění. Závěry práce byly sestaveny z poznatků při měření a z výsledků modelace.
|
|
|
Application of cavitation in industrial processes
Hamar, Oliver ; Tancjurová, Jana (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
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.
|
|
|
Modifikace experimentálního stendu pro testování kavitační eroze
Spielmann, Šimon ; Hudec, Martin (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na problematiku kavitační eroze a modifikaci experimentálního stendu pro testování kavitační eroze. Práce je rozdělena na dvě hlavní části, a to rešeršní část a část návrhovou. V rešeršní části je proveden rozbor kavitačního jevu, vznik, růst a následný zánik kavitační bubliny. Dále rešeršní část popisuje negativní účinky kavitace na materiál a způsoby testování kavitační eroze. Návrhová část se zabývá novým návrhem stávajícího testovacího zařízení. Je zde popsáno staré testovací zařízení společně s popisem provádění kavitační zkoušky a je proveden nový návrh testovacího zařízení. Nové testovací zařízení bude sloužit k testování materiálové odolnosti vůči kavitačnímu působení či ke studování samostatného kavitačního jevu.
|
|
|
Elimination of nanoplastics by cavitation and advanced oxidation processes
Kluknavská, Júlia ; Burda, Radim (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
The Present Thesis deals with nano and microplastics pollution of the environment and with possible elimination thereof. The thesis includes a research and an experimental part. The research describes the issues of micro and nanoplastics in terms of their formation, dispersion into the environment and into the living organisms. The research part concludes with description of current solutions of micro and nanoplastics elimination from the wastewater. The current wastewater treatment solutions are in particular based on filtration method which by definition may not be absolute. There was an assumption pronounced that using CaviPlasma device may render elimination of micro and nanoplastic from wastewater. The aim of the thesis was to experimentally verify that assumption. Test sample used was the suspension of water and polyamide particles which was subsequently exposed to the cavitation and plasma discharge. The experiment did not result in elimination of particles, nor visible disruption thereof. However, it was shown that plasma discharge may initiate the agglomeration of the particles to such an extent that continuous structures of microplastics are observed. This phenomenon may potentially be beneficial for microplastics filtration.
|
host ::
RSS.