|
|
Konopí jako alternativní palivo
Jaworská, Petra ; Zejda, Vojtěch (oponent) ; Hudák, Igor (vedoucí práce)
Bakalářská práce pojednává formou literární rešerše o možnostech využití rostliny konopí jako energetické plodiny a jejím vývoji a udržitelnosti v budoucnu. V České republice je produkce konopných biopaliv teprve v počátcích, ale s přibývajícím zájmem o alternativní zdroje energie se předpokládá jejich rozvoj. Konopná biomasa a její pozitivní vlastnosti při výrobě biopaliv platí pro kapalné, plynné i tuhé formy. V zastoupení kapalných paliv konopí představuje nový alternativní zdroj bionafty, kterou lze využívat v klasických naftových motorech. Briketování konopného pazdeří se velice rozmohlo i na našem území. Brikety vykazují skvělé vlastnosti při spalování v porovnání s jinými zdroji. Vysoká výhřevnost, nízká pořizovací cena a šetrnost k životnímu prostředí dává inspiraci vzniku novým pěstitelským oblastem. Druhou nejvíce využívanou formou paliva, hned po briketování je palivo plynné. Bioplyn vzniká v klasických biofermentorech, zpracovávající konopnou biomasu často s příměsí kejdy. Vlastnosti bioplynu jsou také velice uspokojivé. Vzhledem k velkému počtu bioplynových stanic v ČR má rozvoj výroby konopného bioplynu značný potenciál. Díky velké produkci biomasy konopí během roku se stává tato plodina i přes finančně náročnější zpracování, jednou z nejvýhodnějších alternativních surovin pro výrobu biopaliv.
|
|
|
Způsoby snižování emisí oxidů dusíku
Šimeček, Radek ; Hudák, Igor (oponent) ; Bělohradský, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá metodami snižování emisí oxidů dusíku při průmyslovém spalování. V kapitole týkající se legislativy jsou shrnuty emisní limity pro stacionární zdroje znečišťování platné v České republice, dále jsou uvedeny legislativní prostředky ke snižování a monitorování hodnot emisí. Následuje přehled primárních a sekundárních metod pro omezení emisí NOx, včetně uvedení výhod a nevýhod jednotlivých metod. Závěrem je v software ChemCAD provedena simulace, demonstrující vliv teploty spalovacího vzduchu a recirkulace spalin na parametry spalování.
|
|
|
Charakteristické vlastnosti spalování nízko-výhřevných paliv
Kvapil, Matěj ; Bělohradský, Petr (oponent) ; Hudák, Igor (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na spalování nízko-výhřevných plynných paliv. V první části je v práci popsáno zařazení, charakteristika a využití těchto paliv. Následně je věnován prostor teoretické oblasti spalování, a to hlavně emisím a tepelným pochodům. Dále práce pokračuje charakteristikou hořáků a jejich úpravami právě pro nízko-výhřevná paliva. Teoretická část je zakončena bezpečností práce s některými vybranými plyny. Práce poté přechází do praktického směru a zaměřuje se na laboratorní experiment, který byl součástí této diplomové práce. Praktická část obsahuje popis experimentu, plán měření, výpočet a vyhodnocení emisí, spalného tepla, výhřevnosti, hustoty, teploty v plamenu a tepelných toků. Experiment byl proveden s palivy o různém složení. Postupným navyšováním přídavku inertních plynů do zemního plynu bylo dosaženo hodnot výhřevnosti nízko-výhřevných plynů. Měření naznačilo, že přídavek měl pozitivní vliv na emise NOx a CO. Měření teplot v plamenu potvrdilo, že po přidání inertního plynu do ušlechtilého paliva dochází k ochlazení plamene, což způsobuje snížení emisí. Tepelné toky a termická účinnost spalování zůstaly při všech konfiguracích takřka nezměněny.
|
|
|
Vliv inertních plynů na charakteristické parametry spalování
Hudák, Igor ; Jegla, Zdeněk (oponent) ; Odstrčil, Miloslav (oponent) ; Hájek, Jiří (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá výzkumem vlivu inertních plynů obsažených v alternativních plynných palivech na parametry spalovacího procesu. Mezi tato paliva patří například generátorový plyn, koksárenský plyn anebo bioplyn. Jejich energetický potenciál zůstával dlouhou dobu nevyužit, protože se z části jednalo o odpadní plyny. V porovnání s ušlechtilým palivem jako je zemní plyn se tyto plyny vyznačují rozdílnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, zejména nižší výhřevností. Na základě podmínek, které panovaly při jejich vzniku, se jejich složení může v průběhu produkce měnit. Nižší výhřevnost je dána především přítomností inertních plynů, které se přímo nezúčastňují spalování, a teplo spíše odebírají. Za určitých podmínek je tento typ paliva možné spalovat na standardních typech hořáků, ale i tak jejich provoz nemusí být zdaleka bezproblémový. Pro dosažení požadovaného výkonu jako s ušlechtilými palivy je nutné hořákem protlačit mnohem větší množství nízko-výhřevného paliva, což geometrie hořáku nemusí umožnit. Po nezbytném teoretickém úvodu, kde je zhodnocena současná situace v oblasti výzkumu plynných nízko-výhřevných paliv a přidávání inertních plynů do ušlechtilého paliva se práce věnuje problematice tvorby emisí oxidu dusíku (NOx) a shrnuje technologické postupy aplikovatelné na procesních hořácích pro potlačení jejich tvorby. Dále jsou kategorizována paliva z různých alternativních zdrojů, včetně popisu jejich složení a jejich vlastností. V souvislosti s těmito palivy byla vytvořena simulace spalování v bilančním software a byl proveden výpočet fyzikálně-chemických vlastností. Součástí práce je návrh a konstrukce dvou zařízení. Jedním z nich je experimentální směšovací stanice pro přípravu nízko-výhřevných paliv umožňující připravit palivo ze 4 různých plynů. Druhým produktem je hořák na nízko-výhřevná paliva. Nedílnou součástí práce je popis přípravy a vyhodnocení experimentálního měření. V průběhu experimentu byly do zemního plynu postupně přimíchány oxid uhličitý a dusík. Tyto plyny dokázaly snížit výhřevnost paliva až na hodnotu 10,7 MJ/mN3. Postupně byl vyhodnocen vliv inertních plynů na emise NOx, stabilitu a charakteristické vlastnosti plamene, teplotu spalin, teploty v plamenu v horizontální rovině spalovací komory a v neposlední řadě také na tepelné toky do stěny spalovací komory a termickou účinnost. Všechny zmíněné parametry byly postupně vyhodnoceny na třech typech hořáků: hořák se stupňovitým přívodem paliva, hořák se stupňovitým přívodem spalovacího vzduchu a speciálně navržený hořák na nízko-výhřevná paliva. Obecný trend byl takový, že po přidání inertního plynu do paliva dochází ke snížení teplot v plamenu a v důsledku toho i ke snížení koncentrace emisí NOx ve spalinách. Největšího snížení NOx bylo dosaženo po přidání oxidu uhličitého, přidávání dusíku mělo efekt méně výrazný. Ve velké míře však také záleží na konstrukci hořáku. Ve většině případů došlo po přidání inertního plynu do paliva ke zkrácení plamene, s čímž korespondovaly také zjištěné hodnoty tepelných toků, kdy více tepla z horkých spalin bylo do stěn komory přeneseno blíže k hořáku.
|
|
|
Vliv provozních parametrů spalování a konstrukčních parametrů nízkoemisního hořáku na charakteristické parametry spalovacích procesů
Nykodým, Jiří ; Hudák, Igor (oponent) ; Bělohradský, Petr (vedoucí práce)
Hlavní náplní práce bylo vyšetření vlivu provozních parametrů spalování (přebytek spalovacího vzduchu, poměr paliva na primárním stupni) a konstrukčních parametrů nízkoemisního hořáku (úhel sklonu sekundárních trysek, natočení sekundárních trysek vzhledem k ose hořáku) na tvorbu emisí NOx a CO, teplotu spalin, tvar, stabilitu a rozměry plamene, teploty v horizontální rovině symetrie spalovací komory a množství tepla odvedeného z horkých spalin do pláště spalovací komory. Vlastní experimentální činnost byla provedena v laboratoři Ústavu procesního a ekologického inženýrství, která je zaměřena na hořákové zkoušky. Pro zkoušky byl použit hořák se stupňovitým přívodem paliva. Na základě experimentálních dat byl vytvořen matematický model, který popisuje závislost NOx na provozních parametrech spalování a konstrukčních parametrech hořáku. Podle modelu s rostoucím přebytkem spalovacího vzduchu a rostoucím úhlem natočení sekundárních trysek klesá tvorba NOx. Dále byla změřena teplotní pole v horizontální rovině symetrie spalovací komory, kde při vyšším přebytku spalovacího vzduchu klesaly teplotní špičky plamene. Vyhodnoceno bylo také tepelné zatížení pláště spalovací komory po délce plamene pro vybraná nastavení. Výsledky ukazují, že s rostoucím množstvím spalovacího vzduchu se snižovala účinnost přenosu tepla do stěn komory.
|
|
|
Využití paliv z obnovitelných zdrojů a odpadů
Pořízek, Vít ; Hudák, Igor (oponent) ; Skryja, Pavel (vedoucí práce)
Předmětem diplomové práce jsou dostupná i potencionální plynná a kapalná alternativní paliva vyrobená z biomasy a odpadů. Práce se zabývá jejich podrobným popisem a srovnáním. V první části práce je uvedeno základní rozdělení týkající se biopaliv a alternativních paliv vyrobených z odpadů. Dále se práce zaměřuje na samotná paliva, jejich vlastnosti, výrobu, použití a dopad na životní prostředí. Poté je popsána legislativa problematiky a paliva jsou srovnána z různých hledisek. Náplní praktické části jsou zkoušky spalování kapalných paliv získaných z odpadních zrojů. Je zde provedena rešerše základních způsobů atomizace kapalných paliv a zpracován plán a průběh zkoušek. Výsledky jsou vyhodnoceny z hlediska vhodnosti použití, kvality spalování a emisních limitů.
|
|
|
Návrh spalovací komory 30 kW pro plynná paliva
Rychter, Aleš ; Hudák, Igor (oponent) ; Skryja, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem spalovací komory malého výkonu spalující plynné palivo, která bude sloužit jako zdroj spalin o požadovaných parametrech pro katalytickou experimentální jednotku. Z důvodu potřeby indukce tahu ve spalovací komoře se také diplomová práce zabývá návrhem trysky ejektoru, umístěném v potrubí kouřovodu. Úvodní obsah zohledňující rešeršní část je věnován rozdělení spalovacích komor a průmyslových hořáků. Dále se již pozornost zaměřuje na hlavní cíle práce představující samotný návrh komory obsahující nezbytné výpočty rozdělené na jednotlivé kroky bilančního výpočtu a konstrukčního návrhu. Závěr práce se věnuje výpočtu potřebných parametrů ejektorové trysky, která bude zajišťovat již avizovaný tah v kouřovodu a zároveň dostatečné ochlazení spalin vycházejících z katalytické jednotky.
|
|
|
Parametry procesu spalování při využití vzduchu s obsahem kyslíku vyšším než 21 %
Dřímal, Jiří ; Hudák, Igor (oponent) ; Bělohradský, Petr (vedoucí práce)
Hlavní náplní této diplomové práce je experimentální vyšetření charakteristických parametrů spalování zemního plynu při využití vzduchu s obsahem kyslíku vyšším než 21 %. Jedná se o tzv. kyslíkem obohacené spalování (OEC). Technologie OEC má uplatnění v průmyslových aplikacích, ve kterých se požaduje vyšší tepelná účinnost, zvýšená produktivita, zlepšení charakteru plamene, snížení nákladů, menší objem spalin, či zlepšení kvality výsledného produktu. Přestože tato metoda obnáší řadu výhod, je vhodné zmínit i některé její nevýhody, např. poškození vyzdívky spalovací komory, nejednotné ohřívání, zvýšené emise znečišťujících látek, či zášleh nebo narušení plamene. Zkoušky spalování s obohaceným vzduchem proběhly na zkušebně hořáků, kde je možné testovat hořáky na plynná, kapalná paliva, ale i hořáky uzpůsobené pro kombinované spalování. V rámci zkoušek byl použit plynový „low-NOx“ hořák se stupňovitým přívodem paliva. Sledované parametry zahrnovaly vliv obsahu kyslíku ve spalovacím vzduchu na emise oxidů dusíku (NOx), tepelný tok do stěn spalovací komory, rozložení teplot v horizontální rovině symetrie spalovací komory a také tvar a rozměry plamene. Zkoušky byly provedeny při výkonu 750 kW a přebytku spalovacího vzduchu 1,1 při jednostupňovém i dvoustupňovém přívodu paliva.
|
|
|
Characteristic parameters of oxygen-enhanced combustion process
Hudák, Igor ; Hájek, Zdeněk (oponent) ; Bělohradský, Petr (vedoucí práce)
The thesis is focused on the investigation of oxygen enhanced combustion (OEC) and its impact on the burner characteristics. The OEC technology is used in various industrial applications, in which increased productivity, higher heat efficiency, improved flame characteristics, reduced equipment cost and/or improved product quality is required. However, the application of OEC technology can also cause problems such as refractory damage, nonuniform heating, flame disturbance, increased pollutant emission and/or flashback. The experiments were carried out at the burner testing facility that enables to test different types of burners (gaseous, liquid or combined) up to the thermal input 1 800 kW. During the tests two staged low-NOx burner fired by natural gas was used. The work was aimed at the studying of the influence of 21–46 % oxygen concentration on the NOx emissions, the flue gas temperature, the distribution of the heat extracted from the hot flue gas to the wall of the combustion chamber, and the flame pattern including its stability, shape and dimensions. The combustion tests of premixed air and air-oxy/fuel methods were carried out at the thermal inputs of 300 kW, 500 kW and 750 kW for two combustion modes – one staged combustion and two staged combustion.
|
|
|
Vlastnosti gelů používaných ve fluidním inženýrství
Hudák, Igor ; Habán, Vladimír (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Gely představují v běžném životě určitý standard a ne jinak tomu je i v technickém užití. Dokáží nabídnout naprosto jedinečné možnosti použití v různých oblastech. Gelová struktura jako taková je sama o sobě velice zajímavým materiálem, přičemž její vlastnosti se velice těžko specifikují. Díky tomu, že celý „gelový“ systém je prostoupen obrovskou makromolekulární sítí, je možné pozorovat jeho odlišné vlastnosti ve srovnání s jinými běžně dostupnými materiály. Chování gelů se v některých oblastech konvenčním látkám blíží a v jiných zase oddaluje. Proto se tato bakalářská práce zabývá popisem a sumarizováním jednotlivých schopností gelů ve vybraných odvětvích strojního průmyslu, kde se gely denně používají, například při utěsňování potrubních systémů, vodičů či elektronických součástí. Práce také mapuje jednotlivé principy vzniku gelu, s tím že pozornost je věnována stavbě gelové hmoty s ohledem na její mechanické a fyzikální vlastnosti. Výčet specifických použití v technických oborech je zakončen porovnáním vybraných vlastností gelů určených pro těsnění a zalévání elektroinstalace.
|
host ::
RSS.