|
|
Experimentální výzkum kryogenních čerpadel pro raketové pohonné jednotky
Šuráň, David ; Rudolf, Pavel (oponent) ; Kozák, Jiří (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou čerpání kryogenních (silně podchlazených) látek. Konkrétním cílem práce je rešerše experimentálního výzkumu turbočerpadel pro raketový motory. Jsou popsány jednotlivé testy, jejich cíle, průběhy a výsledky včetně detailního popisu zkušebních tratí. Primárně byla práce zaměřena na čerpání tekutého kyslíku. V průběhu rešerše se však ukázalo, že tekutý kyslík je při testování velmi často nahrazován vodou případně tekutým dusíkem. Jsou uvedeny podmínky, za kterých je možné tyto látky srovnávat. Důvodem této záměny je bezpečnost při manipulaci a úspora finančních nákladů. Hlavními zdroji informací byly technické zprávy vypracované na základě jednotlivých experimentů a vědecké články. Další části práce jsou zaměřeny na teorii hydrodynamiky, popis čerpadel a jejich parametrů, kavitaci, inducery, spalovací cykly raket a kapalná raketová paliva. V závěru práce autor navrhl vlastní testovací trať pro čerpání kryogenních látek.
|
|
|
Stirlingův motor
Mader, Dan ; Jedelský, Jan (oponent) ; Hejčík, Jiří (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá konstrukčními variantami Stirlingova motoru užívanými pro chlazení. První kapitola obsahuje historii vzniku a princip činnosti motoru. V druhé kapitole je popsán Stirlingův cyklus pro různá zařízení. V dalších kapitolách jsou popsány jednotlivé konstrukční varianty, rozdělené do kategorií dle oblasti užívání na komerční jednotky, armádní systémy a jednotky pro vesmírné mise. V rámci diskuze jsou tyto konstrukce srovnány a je nastíněn jejich budoucí vývoj. Výsledkem práce je souhrnná teoretická analýza současných kryogenních jednotek fungujících na principu Stirlingova motoru.
|
|
|
Nerezové oceli pro kryogenické aplikace zpracované 3D tiskem
Grygar, Filip ; Hutař, Pavel (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vlastnostmi austenitické nerezové oceli 304L zpracované technologií SLM a testované za pokojových i kryogenních teplot. Výsledkem je popis mechanických vlastností a mikrostruktury. Prvním krokem bylo vyvinutí procesní parametrů, díky kterým klesla pórovitost výtisků pod 0,01 %. Následná tahová zkouška vykázala vyšší mez kluzu i pevnosti než konvenčně vyráběné díly, a to i za teploty -80 °C, ale za cenu snížení tažnosti. Vlivem deformace i snížení teploty došlo k transformaci austenitu na martenzit. K této transformaci ovšem došlo i při testech houževnatosti podle Charpyho, což mělo za následek tranzitní chování oceli.
|
|
|
Spektrální analýza a charakterizace magnetických atomů a studium supravodivých vrstev pomocí nízkoteplotní STM
Cahlík, Aleš ; Jelínek,, Pavel (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se dělí na dva tématické podcelky. První tématický podcelek se věnuje renovaci nízkoteplotního STM zařízení od firmy Omicron a jeho následnému využití pro studium preparace supravodivých-magnetických rozhraní. Nejprve je zde ukázána příprava vhodných kovových substrátů, konkrétně W(110) a Ir(111). Dále práce ukazuje výsledky přípravy tenkých železných vrstev na Ir(111). Poslední sekce se zabývá studiem růstu vanadia jak na čistém Ir(111), tak na zmíněném systému Fe-Ir(111). Druhý tématický podcelek se zabývá magnetismem kobaltových atomů na jednovrstevném dichalkogenidu WS2. Jedná se především o studium jejich magnetického momentu a anisotropie pomocí X-ray magnetic circular dichroism (XMCD).
|
|
|
Účinnost tepelných výměníků v kryogenních procesech
Horvát, Petr ; Krištof, Ondřej (oponent) ; Svěrák, Tomáš (vedoucí práce)
Stěžejním tématem práce jsou tepelné výměníky a jejich aplikace v chladících procesech. Teoretická část práce se zabývá jednak mechanismy přenosu tepla, přičemž je nastíněna jejich problematika v oblastech nízkých teplot. Dále práce popisuje typy tepelných výměníků používaných v praxi, poměrně velká část je pak věnována problematice výpočtů trubkových tepelných výměníků, která obsahuje vztahy pro normální i kryogenní podmínky. V experimentální části je zkoumán prostup tepla na poloprovozním skleněném trubkovém výměníku při chlazení vzduchu z místnosti 55% etylenglykolem za účelem srovnání hodnot součinitele prostupu tepla stanovených z tepelných bilancí a z bezrozměrných kritérií na základě vztahů uvedených v teoretické části práce. Pro dvojici průtoků chladící kapaliny a čtyři různé průtoky vzduchu byly měřeny vstupní a výstupní teploty proudů, tlak a relativní vlhkost vzduchu na vstupu. Při vyšších průtocích vzduchu byla pozorována až více než dvojnásobná efektivita výměny tepla, při nejnižším studovaném průtoku bylo naopak vyměněné teplo až poloviční oproti teoretickému modelu. Příčinou zmíněných odchylek je pravděpodobně kondenzace vzdušné vlhkosti ve výměníku a konstrukční provedení výměníku tepla. Změna průtoku chladící kapaliny prakticky výměnu tepla neovlivnila. Pro studovaný výměník je tedy velmi neúčinné pracovat v režimech nízkých průtoků vzduchu a není nutné pracovat při vyšších průtocích chladícího média.
|
|
|
Materials and their application in low temperature parts of STM microscope
Voňka, Jakub ; Vlček, Ivan (oponent) ; Urban,, Pavel (vedoucí práce)
Cryogenic flow cryostat with liquid helium (LHe) is being developed by Group of Cryogenics and Superconductivity at Institute of Scientific Instruments for the existing scanning tunneling microscope (STM) working at ambient temperature at Institute of Physical Engineering. This thesis deals with the selection of materials and determination of their material characteristics for potential use in some parts of the low temperature STM (LT-STM), focusing mostly on thermal conductivity in temperature range from 4 K to 300 K. Problematics of copper braids for thermal connection of the sample with cold heat exchanger is discussed. CuCrZr alloy was closely studied as a possible material for sample holder. Heat fluxes through low conductive supports based on thermal resistance of spherical contacts were determined for possible use as an insulation between cold sample holder and STM table.
|
|
|
Návrh a ověření nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu
Voňka, Jakub ; Rotter, Miloš (oponent) ; Urban, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem a ověřením chladícího systému a nízkoteplotní části UHV - STM mikroskopu, který bude pracovat při proměnné teplotě vzorku v rozsahu 20K - 300K. Vzhledem k požadované proměnné teplotě je použito heliového průtokového systému chlazení s využitím studeného He (~ 5 K) jako chladiva. Jsou řešeny dvě varianty nízkoteplotní části mikroskopu, v první verzi je chlazen pouze nosič vzorků, v druhém verzi je chlazen celý STM mikroskop. Navržený chladící systém tvoří He průtokový kryostat, který umožňuje připojení k zásobníku kapalného He (LHe) prostřednictvím nízkoztrátového He přepouštěče. Kryostat sestává z přívodů He, tepelných výměníků a měděných svazků (tzv. "braidů") pro tepelnou vazbu nosiče vzorků/STM mikroskopu a tepelně izolačního štítu kolem stolku mikroskopu s tepelnými výměníky. V práci je popsán návrh a konstrukce průtokového kryostatu s prvotními testy v sestrojené vakuové komoře. Dále je zde detailní rozbor tepelných toků tepelně izolačními podpěrami založených na styku sférických ploch a analýza tepelných toků v nízkoteplotní části chlazeného STM mikroskopu. Téma bylo řešeno ve spolupráci s Ústavem přístrojové techniky AV ČR, v.v.i. v Brně.
|
|
|
Nízkoteplotní rastrovací tunelová mikroskopie
Sojka, Antonín ; Havlíček,, Marek (oponent) ; Pavera, Michal (vedoucí práce)
Diplomová práce je rozdělena do dvou částí. První část pojednává o výrobě chromových a kobaltových hrotů pro SP-STM s následným testování chromových hrotů na systému Fe-Ir(111). Dále jsou v první části uvedené výsledky z růstových studií niobia na iridiu(111). Ve druhé části je detailně popsán experimentální LT-STM mikroskop fakulty Fyzikálního inženýrství. V kapitole je popsán vývoj mikroskopu a jeho testování na vzorku HOPG při atmosférických podmínek a ve vakuu. Kapitola uvádí největší problémy, který se při zprovozňování mikroskopu projevily a také jejich řešení. V druhé části je také uveden design nového transportní systému do vakua, který se skládá z paletky na transport hrotu a vzorku. V závěru druhé části je popsáno testování chladících systémů pro LT-STM a návrh jejich úprav.
|
|
|
Návrh dusíkové Dewarovy nádoby pro elektronové mikroskopy
Brauner, Tomáš ; Voňka,, Jakub (oponent) ; Urban, Pavel (vedoucí práce)
Pro pozorování biologických preparátů v elektronových mikroskopech ve stavu blízkém jejich přirozené podobě je nutné vzorek zchladit na kryogenní teploty, nejčastěji s využitím kapalného dusíku (LN2). Za tímto účelem byla navržena LN2 Dewarova nádoba s chlazeným palcem, která bude sloužit pro chlazení držáku vzorků a antikontaminačního štítu skenovacího elektronového mikroskopu (SEM) kombinovaného se zdrojem fokusovaného iontového svazku (FIB). Parametry navržené LN2 Dewarovy nádoby byly ověřeny měřením na zhotoveném funkčním vzorku. Při odhadované maximální tepelné zátěži 2 W na konci chlazeného palce byla dosažena teplota jeho konce 90,8 K. Odpovídající doba výdrže náplně LN2 o objemu 0,91 l je přibližně 11 h. Experimentálně získané hodnoty jsou ve shodě s hodnotami získanými na základě provedených teoretických výpočtů. Navržená LN2 Dewarova nádoba s chlazeným palcem s rezervou splňuje parametry specifikované v zadání této práce.
|
|
|
Nerezové oceli pro kryogenické aplikace zpracované 3D tiskem
Grygar, Filip ; Hutař, Pavel (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vlastnostmi austenitické nerezové oceli 304L zpracované technologií SLM a testované za pokojových i kryogenních teplot. Výsledkem je popis mechanických vlastností a mikrostruktury. Prvním krokem bylo vyvinutí procesní parametrů, díky kterým klesla pórovitost výtisků pod 0,01 %. Následná tahová zkouška vykázala vyšší mez kluzu i pevnosti než konvenčně vyráběné díly, a to i za teploty -80 °C, ale za cenu snížení tažnosti. Vlivem deformace i snížení teploty došlo k transformaci austenitu na martenzit. K této transformaci ovšem došlo i při testech houževnatosti podle Charpyho, což mělo za následek tranzitní chování oceli.
|
host ::
RSS.