|
|
Koncepční návrh specifického průmyslového procesu
Beneš, Daniel ; Babička Fialová, Dominika (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá koncepčním návrhem specifického průmyslového procesu pro termální destrukci zbytkového ozonu užitím metody Pinch Technology. V teoretické části práce je souhrnně představena problematika výroby, použití a destrukce ozonu. Dále jsou také představeny teoretické základy metody Pinch Technology pro koncepční návrh procesu. Praktická část práce se zabývá koncepčním návrhem konkrétního procesu pro termální destrukci zbytkového ozonu, na základě specifikovaných průmyslových dat, přičemž součástí koncepčního návrhu řešeného procesu je stanovení technicko-ekonomicky optimální velikosti procesní výměny tepla včetně následného rozhodnutí o vhodném typu výměníku tepla pro tento proces.
|
|
|
Projekční návrh procesního potrubí
Motyka, Ondřej ; Babička Fialová, Dominika (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce popisuje jednotlivé náležitosti a úkony, které musí projektant či konstruktér při navrhování potrubní trasy pro procesní zařízení správně a vhodně navrhnout. V první části se bakalářská práce soustřeďuje na teoretické poznatky a znalosti, potřebné k návrhu funkční potrubní trasy pro procesní zařízení. Detailněji popisuje zákonitosti vedení potrubí, s tím související například uložení potrubí, teplotní dilatace, koroze a izolace potrubí. Praktická část se zabývá jednotlivými kroky při řešení dílčího projektu dle zadání inženýrské organizace a tvorbou výkresové dokumentace za pomoci dostupného softwaru. Cílem je popsat postup při práci s tímto softwarem a následně použít tyto znalosti při praktické tvorbě návrhu potrubní trasy.
|
|
|
Distribuce toku v zařízeních s hustými svazky trubek
Babička Fialová, Dominika ; Jegla, Zdeněk (oponent) ; Turek, Vojtěch (vedoucí práce)
Silná nerovnoměrnost toku nepříznivě ovlivňuje výkon zařízení s hustými svazky trubek, navíc může vést k řadě provozních potíží. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění tekutin v kompletních distribučních systémech pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Data získaná ze simulací v programu ANSYS Fluent byla dále statisticky analyzována. Zkoumán byl vliv uspořádání systému, parametrů trubkového svazku a provozních parametrů na nerovnoměrnost distribuce toku a tlakovou ztrátu. Ze simulací vyplývá, že z hlediska distribuce toku i tlakových ztrát je uspořádání systému zcela zásadní charakteristikou. Data získaná pomocí klasických CFD výpočtů byla dále porovnána s výsledky zjednodušeného CFD modelování u tří vybraných distribučních systémů. Zjednodušené CFD modely lze vzhledem k jejich výrazně nižší výpočtové náročnosti využít v optimalizačních algoritmech nebo také při řešení úvodní fáze návrhu zařízení. Práce dále popisuje vyvinutý simulační nástroj, který je založen na zjednodušeném CFD modelování. Tento je sice stále ve fázi vývoje, ale výsledky jsou velmi slibné.
|
|
|
Komplexní analýza funkce distribučního systému typu U
Sýs, Tomáš ; Strouhal, Jiří (oponent) ; Babička Fialová, Dominika (vedoucí práce)
Distribuce toku pracovních látek hraje v zařízeních procesního a energetického průmyslu důležitou roli, ačkoliv její hodnocení bývá v mnohých případech podceňováno nebo zcela opomíjeno. Nerovnoměrná distribuce toku může způsobovat tepelné, potažmo mechanické namáhání trubek, a v krajních případech může mít vliv i na efektivitu příslušného procesu. Cílem této práce je tedy nalezení optimálních výpočetních modelů pro predikci distribuce toku a identifikace vhodného nastavení těchto nástrojů za účelem jejich následného průmyslového nasazení v návrhových výpočtech. Pro distributor (distribuce do atmosféry) a distribuční systém typu „U“ byly srovnány výsledky zjednodušených analytických modelů, detailních numerických simulací a experimentálních měření. Bylo zjištěno, že naměřeným hodnotám ve všech modelovaných konfiguracích nejlépe odpovídají výsledky poskytované zjednodušenými matematickými modely, jejichž řešení je v porovnání s detailními CFD simulacemi navíc podstatně méně časově náročné. Pro uspořádání s vyšším odporem toku poskytují oba výpočetní přístupy přibližně stejně přesné výsledky. U uspořádání s nižším odporem je už ovšem odchylka výsledků CFD výpočtů od experimentálních dat výrazně větší.
|
|
|
Termoregulačního generátor pro malý spalovací kotel
Kováč, Samuel ; Babička Fialová, Dominika (oponent) ; Jecha, David (vedoucí práce)
S rastúcimi požiadavkami na plnosť využitia tepla, ktoré je produkované rastie aj snaha o využitie odpadového tepla. Jednou z možností ako takéto teplo využiť je priama premena tepelnej energie na elektrickú. K tomuto účelu slúži zariadenie nazývané termoelektrický generátor (TEG). V dnešnej dobe sa nachádzajú v skôr stále rozvojovej časti ich existencie. Limitujúcim faktorom je účinnosť doposiaľ známych termoelektrických materiálov. Napriek tomu táto technológia nachádza svoje využitia v praxi. Táto práca sa zaoberá základnými princípmi termoelektrickej premeny, doposiaľ objavenými materiálmi a ich účinnosťou a v neposlednom rade aplikáciou TEG v splyňovacom kotli na kusové drevo. Hlavnom myšlienkou projektu prebiehajúcom v spolupráci VUT a Ecoscroll je vývoj malého spaľovacieho zariadenia, kotla pre domácnosť na drevné palivo s ručným prikladaním, ktorý by spĺňal emisné parametre smernice o Ekodesignu 2009/125/ES, schopného fungovať nezávisle na pripojení ku elektrickej sieti.
|
|
|
Optimalizace vnitřní geometrie deskového fotobioreaktoru
Hlaváč, Ivan ; Babička Fialová, Dominika (oponent) ; Rebej, Miroslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na optimalizaci deskového fotobioreaktoru. Optimalizace byla provedena s využitím CFD výpočtů a plánovaného experimentu. CFD model použitý k optimalizaci byl před provedením experimentu validován s reálnými experimentálními daty. Během CFD výpočtů byly sledovány hydrodynamické parametry ovlivňující výtěžnost mikrořas. Konkrétně se jednalo o parametry: zvednutí plynu, rychlost plynu, turbulentní kinetická energie, poměr mrtvých zón, koeficient přestupu hmoty, mezifázové rozhraní a smykové napětí. Porovnán byl fotobioreaktor s míchadlem a s kolmými přepážkami. Při použití míchadla hydrodynamické parametry dosahovaly vyšších hodnot. Přepážky byly vyhodnoceny jako vhodnější pro mikrořasy citlivější na smykové napětí.
|
|
|
Možnosti využití 3D tisku v procesním průmyslu
Haltmar, Jakub ; Jegla, Zdeněk (oponent) ; Babička Fialová, Dominika (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá možnostmi využití aditivních technologií v oblasti procesního průmyslu, zvláště v oblasti tepelných výměníků (chladičů), membránové destilace a strukturované výplně. V první části přináší práce přehled materiálů a aditivních technologií využitých ve zmíněných procesních celcích. Další část je věnována konkrétním příkladům využití 3D tisku v procesních aplikacích a jejich srovnání s konvenčními výrobními technologiemi ve světě. Dále je poskytnut přehled podpořených projektů dle Informačního systému výzkumu, vývoje a inovací v této oblasti a nastíněna situace na trhu v ČR. V diskuzi jsou navržena doporučení vývoje aditivní výroby v procesním průmyslu. V řešené oblasti je nejčastěji dosaženo zlepšení procesů (účinnosti, výkonu či zcela nové aplikace) díky možnosti aditivní výroby produkovat složitou geometrii zvětšující funkční plochu při zachování zástavbových rozměrů a materiálů specifických pro procesní průmysl.
|
|
|
Výpočtové modelování distribuce toku pracovních látek v procesních zařízeních
Babička Fialová, Dominika ; Reppich, Marcus (oponent) ; Buzík, Jiří (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Nerovnoměrná distribuce toku látek je stav, při němž vzniklé lokální teplotní či rychlostní extrémy mohou významně ovlivnit provoz zařízení. Přesto se současná průmyslová praxe věnuje predikci distribuce toku látek jen velmi omezeně, především v rámci analýzy příčin provozních potíží zařízení a v oblasti detailních numerických analýz finálních návrhů. Naopak v oblasti úvodního návrhu zařízení je tato problematika silně zanedbána, což negativně ovlivňuje spolehlivost výsledného zařízení. Dizertační práce proto představuje vyvíjený kompozitní modelovací systém, který umožňuje systematicky a efektivně zahrnout predikci distribuce toku látek do výpočetních postupů se zaměřením na zařízení pracující v konvekčním režimu přenosu tepla a bez změny fáze pracovních látek. Navržený kompozitní modelovací systém zasahuje do tradičních výpočtových postupů ve dvou úrovních -- v rámci stanovení nerovnoměrné distribuce toku pracovních látek a jejího následného dopadu na přenos tepla v zařízení. V rozsáhlé rešerši dostupných výpočtových metod a přístupů, které slouží k predikci a analýze proudění a distribuce tepla v konvekčních výměnících, jsou diskutovány jejich možnosti a omezení. V návaznosti na tento rozbor jsou detailně analyzovány vybrané separátní modely. Nerovnoměrnost distribuce toku média v trubkovém prostoru zařízení se standardními válcovými komorami je stanovena pomocí diferenciálního 1D modelu. V zařízení, jehož komory mají nekonstantní průtočný průřez, je distribuce toku látky predikována diskrétním (algebraickým) 1D modelem. Za předpokladu, že je požadováno zohlednit vliv nerovnoměrného toku látky v mezitrubkovém prostoru výměníku a zároveň nejsou k dispozici naměřená data, využívá kompozitní modelovací systém data ze zobecněného CFD modelu simulujícího tok tekutiny v širokých kanálech. Informace o distribuci pracovních látek pak využívá adaptovaný maticový model pro 2D analýzu přenosu tepla v zařízení. Dále jsou v práci prezentovány provedené modifikace použitých výpočtových metod. Přesnost a aplikovatelnost vyvíjených modelů je ilustrována na vybraných průmyslových úlohách. Další oblastí výzkumu, která je v práci popsána, je úprava toku prostřednictvím modifikace tvaru distribuční komory, konkrétně lineární změny výšky distributoru. Zvláště u geometrie s optimalizovanou modifikací bylo dosaženo velmi dobrých výsledků, a to zlepšení distribuce toku média o 7 %. Představený kompozitní modelovací systém umožňuje rychle a přesně identifikovat slabá místa klasického návrhu procesního zařízení. Použité metody, které doplňují tradiční tepelně-hydraulické výpočty trubkových výměníků tepla s křížovým tokem, jsou výpočetně nenáročné, a jak ukázalo srovnání s komerčním softwarem, jsou zároveň i dostatečně přesné. V závěru práce je nastíněno další směřování vývoje kompozitního modelovacího systému jako součásti uceleného rámce tzv. low-cost modelování spalovacích zařízení pro procesní průmysl.
|
|
|
Výběr systému solárního ohřevu vody pro zahradní skleník
Šplíchal, Jan ; Babička Fialová, Dominika (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá výběrem vhodného systému solárního ohřevu vody pro zahradní skleník v konkrétní lokalitě České republiky. Vlastní výběr vhodného systému je v práci proveden na základě zpracovaného přehledu a seznámení s dostupnými systémy solárního ohřevu vody a na základě porovnání vlastností uplatnitelných konkurenčních systémů pro dotyčný zahradní skleník s ohledem na jeho provedení a umístění. Součástí práce je také provedení měření reálného chování zahradního skleníku v různou roční dobu pro potřeby teoretického výpočtového určení zásadních parametrů potřebných pro orientační výpočtové stanovení potřebné kolektorové plochy potřebné pro vybraný systém ohřevu vody. Jsou sumarizovány dosažené poznatky a parametry a s jejich pomocí je identifikován reálný potenciál vybraného systému solárního ohřevu pro předmětný zahradní skleník ve smyslu jeho přínosu pro prodloužení doby využívání skleníku pro pěstování rostlin v chladných jarních a podzimních měsících roku.
|
|
|
Koncepční návrh specifického průmyslového procesu
Beneš, Daniel ; Babička Fialová, Dominika (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá koncepčním návrhem specifického průmyslového procesu pro termální destrukci zbytkového ozonu užitím metody Pinch Technology. V teoretické části práce je souhrnně představena problematika výroby, použití a destrukce ozonu. Dále jsou také představeny teoretické základy metody Pinch Technology pro koncepční návrh procesu. Praktická část práce se zabývá koncepčním návrhem konkrétního procesu pro termální destrukci zbytkového ozonu, na základě specifikovaných průmyslových dat, přičemž součástí koncepčního návrhu řešeného procesu je stanovení technicko-ekonomicky optimální velikosti procesní výměny tepla včetně následného rozhodnutí o vhodném typu výměníku tepla pro tento proces.
|
host ::
RSS.