|
|
Optimizing Image Reconstruction in Electrical Impedance Tomography
Dušek, Jan ; Brančík, Lubomír (referee) ; Sikora, inž Jan (referee) ; Mikulka, Jan (advisor)
Tato disertační práce pojednává o optimalizaci algoritmů pro rekonstrukci obrazu neznámé měrné vodivosti z měřených dat pořízených elektrickou impedanční tomografií. Danou problematiku zde věcně vymezuje několik různých prvků, zejména pak stručný matematický popis dopředné a inverzní úlohy řešené různými přístupy, metodika měření a pořizování dat pro rekonstrukci a přehled dostupných numerických nástrojů. Uvedenou charakteristiku rozšiřuje rozbor optimalizací parametrů modelu ovlivňujících přesnost rekonstrukce, způsoby paralelního zpracování algoritmů a souhrn dostupných zařízení pro měření tomografických dat. Na základě získaných poznatků byla navržena optimalizace parametrů matematického modelu, která umožňuje jeho velmi přesný návrh dle měřených dat. V této souvislosti dochází ke snížení nejistoty rekonstrukce rozložení konduktivity. Pro zefektivnění procesu získávání dat bylo navrženo zařízení k automatizaci tomografie s důrazem na cenovou dostupnost a snížení nejistoty měření. V oblasti tvorby numerického modelu byly dále zkoumány možnosti užití otevřených a uzavřených domén pro různé metody regularizace a hrubost sítě, a to s ohledem na velikost chyby rekonstruované konduktivity a výpočetní náročnost. Součástí práce je také paralelizace subalgoritmů rekonstrukce s využitím vícejádrové grafické karty. Předložené výsledky mají přímý vliv na snížení nejistoty rekonstrukce (optimalizací počáteční hodnoty konduktivity, rozmístění elektrod a tvarové deformace domény, regularizačních metod a typu domén) a urychlení výpočtů paralelizací algoritmů, přičemž výzkum byl podpořen vlastním návrhem jednotky pro automatizaci tomografie.
|
|
|
Hydraulic efficiency of multi-chamber septic tanks based on mathematical modelling
Hradilová, Iva ; Hyánková, Eva (referee) ; Kriška-Dunajský, Michal (advisor)
The submitted diploma thesis is focused on finding optimal inside arrangement of multi-chamber septic tank using the conductive method. The diploma thesis brings detailed description and measuring results, including the testing of several different arrangements of the standard circular three chamber septic tank in the project TAČR with the working title "Anasep" and newly developed four-chamber septic tank with several innovative features. The results are then categorized according to own terminology for ease application in the practice. The described method may be a suitable alternative for other technically and economically less available methods. The method shows very clearly whether the inner space of the septic tank sufficient use its volume to the velocity field distribution which has a direct impact on the rate of sedimentation of suspended solids and therefore affect the life of the downstream filtration equipment. Measured data processing and graphical outputs were processed in the programme Minitab. Graphical display of all variants of septic tanks was carried out using SketchUp. Visualization of a septic tank in 2D and 3D space plane was solved in COMSOL Multiphysic with the application of CFD module. The conclusion is based on achievements discussed the applicability of the described method and it presented hydraulically efficient multi-chamber septic tank, which is currently copyrighted solution, developed by a team of solvers in the project ANASEP.
|
|
|
Liquid electrolytes for lithium-ion accumulators
Štichová, Zuzana ; Vondrák, Jiří (referee) ; Sedlaříková, Marie (advisor)
The aim of this master´s thesis was the measurement of electrical conductivity and dynamic viscosity of the electrolytes. Based on these measurements to verify Walden theorem between measured variables. Electrolytes were used on sulfolane base in combination with propylene carbonate and salt. The thesis also deals with the measuring method of dielectric properties of electrical and optical method with a refractometer. The freezing point of combination of sulfolan and propylene carbonate were determined by cryoscopy.
|
|
|
Study of electrolyte influence on diaphragm discharge stability and efficiency
Němcová, Lucie ; Krčma, František (referee) ; Kozáková, Zdenka (advisor)
This thesis is focused on so-called diaphragm discharge, which is one kind of electric discharges in liquid, which belongs among so-called AOP´s techniques, still more used for water cleaning in the present. One of effectiveness and stability indicators of diaphragm discharge is generation of hydrogen peroxide. In theoretical part, detail principle description of electric discharge in liquid is situated. Further, properties of electrolyte are introduced and general spectrophotometric method of obtained sample determination is described. In experimental part, a full procedure of experiment is introduced. Next part containing results and discussions introduces particular results of individual measurements and their reasons. Final chapter is the end, which forms total summary and evaluation of all results. By the application of all chosen electrolytes in solution at diaphragm discharge formation of hydrogen peroxide has appeared. Inorganic and organic electrolytes were used. As inorganic electrolytes following salts were selected – solutions of halogenides, next sodium nitrate as a representative of nitrates, potassium dihydrogenphosphate as a representative of phosphates, etc. Representative of organic electrolytes was citric acid. The value of initial conductivity of electrolytes had the main influence on hydrogen peroxide formation. Electrolytes potassium dihydrogenphosphate and sodium sulphate the great influence on effectiveness and stability of the diaphragm discharge. Their rate constants reached maximum value by the application of solution with initial conductivity of approximately 400 mikrosiemens, particularly 0.0492 mmol/l.min and 0.048 mmol/l.min. On the contrary, low values of rate constant were achieved in electrolyte ammonium chloride at around the same initial conductivity – 0.0269 mmol/l.min. During experiments stainless steel and platinum electrodes were used. It was found that kind of electrode material hadn’t influence on generation of hydrogen peroxide. Hydrogen peroxide was formed only in the cathode space.
|
|
|
Properties of metal layers realized with vapour deposition
Milichovský, Miloš ; Švecová, Olga (referee) ; Šandera, Josef (advisor)
This work deals with vacuum evaporation of metals, basic principles of this technology and exploring the properties of the resulting layer. It describes how vacuum evaporation works and its individual parts.The main part deals with evaporation of copper and other substances and the conductivity of the resulting film in relation to its thickness. As a parameter for measuring substrate temperature is specified.
|
|
|
Continuous conductivity measurement of produced copper wire
Kozáček, Peter ; Hadinec, Michal (referee) ; Klusáček, Stanislav (advisor)
My project is about possibilities of conductivity measurement of copper wire. I focus on basic principles of conductivity measurement and their applicability for continues measurement. Also I focus on proposing methods which would be the most appropriate for continuing measurement of conductivity. Each individual method is based on basic physic principles. I compare these measurement methods from different important industrial point of views in this project.
|
|
|
Study of Plasma - Liquid Interactions
Němcová, Lucie ; Brablec, Antonín (referee) ; Obradovic, Bratislav (referee) ; Krčma, František (advisor)
Disertační práce se zabývá detailním studiem vlastností různých elektrických výbojů generovaných ve vodných roztocích. Tyto výboje se staly v posledním desetiletí velmi populárním tématem, a to zejména díky mnoha praktickým využitím jako například v biomedicíně, čištění odpadních vod, ekologii nebo nanoinženýrství. Studium je zaměřeno na generaci peroxidu vodíku, jakožto jednu z nejvýznamnějších částic generovaných právě elektrickými výboji v kapalinách. Pro první část této práce byla využita speciální výbojová komora zkonstruovaná na Fakultě chemické Vysokého Učení Technického v Brně. Komora byla rozdělena tenkou diafragmovou přepážkou na dvě poloviny, přičemž uvnitř přepážky se nacházela malá dírka. V každé části komory se nacházela jedna elektroda, a obě dvě části komory byly vyplněny kapalinou. Ze zdroje bylo do kapaliny aplikováno vysokofrekvenční napětí (1 a 2 kHz), které tak vlastně upravovalo roztok chloridu sodného (1.5 l). Bylo zjištěno, že tento druh napětí, v porovnání s DC, nezpůsobuje nežádoucí přehřívání roztoku (počáteční vodivost 100 - 800 S/cm) během jeho úpravy při zachování účinnosti produkce peroxidu. Experimentální aparatura pro druhou část práce byla sestavena na Gentské Univerzitě v Belgii. Stejnosměrný výboj byl generován v bublinách plynů (He, Ar, N2, vzduch) v prostředí vodných roztoků. Byla studována generace peroxidu vodíku a odbourávání organických barviv přítomných ve zkoumaném roztoku. Ke generaci peroxidu vodíku byl použit roztok NaH2PO4 . 2H2O (5 microS/cm, V= 750 ml), ke zkoumání rozkladu barviv byly použity roztoky organických barviv Direct Red 79 (20 mg/l) a Direct Blue 106 (20 mg/l, V= 750 ml). Minimální koncentrace peroxidu vodíku byla naměřena při aplikaci proudu 10 mA, zatímco maximální koncentrace peroxidu vodíku byla zaznamenána při použití proudu 30 mA. Rozklad organických barviv vykazoval stejné vlastnosti. Čím vyšší byla dodávaná energie, tím více barviva se odbouralo. Třetí část práce probíhala ve spolupráci s Queen's University of Belfast, Centrum for Plasma Physics, UK. K realizaci experimentů bylo využito vysokofrekvenčního plazmového skalpelu (Arthrocar). Bylo zjištěno, že hodnota koncentrace peroxidu vodíku dosahovala maxima v roztocích s nepatrným přídavkem alkoholu (0.25 %). Celkem byly studovány čtyři 0.15 M roztoky BaCl2, Na2CO3, KCl a NaCl (V= 20 ml), jejichž počáteční vodivost se pohybovala kolem 13 mS/cm. Z výsledků bylo patrné, že největší rozdíl hodnot pH byl zaznamenán u roztoků s přídavkem ethanolu. V optických emisních spektrech byly identifikovány především radikály OH, které jsou prekurzory peroxidu vodíku. Výsledky ukázaly, že plazma v takovémto roztoku je stále tvořeno, což může být považováno za první krok generace plazmatu v organických sloučeninách. Poslední část práce byla zaměřena na tzv. mikroplazmatický jet v přímém kontaktu s kapalnou fází. Tato experimentální práce byla realizována na pracovišti Nanotechnology & Integrated Bio-Engineering Centre (NIBEC), University of Ulster, UK během studijní stáže. Jako vodivé médium byl použit roztok trihydrátu kyseliny chlorozlatité s různou počáteční vodivostí. Zajímavým zjištěním je fakt, že při tomto druhu měření bylo generováno stabilní plazma i při velmi malém výbojovém proudu (0.05 a 0.2 mA), a tedy i peroxid vodíku vznikal při velmi malé vstupní energii, což může být považováno za velmi dobrý výsledek.
|
|
|
Properties of aprotic electrolytes for lithium-ion accumulators
Staněk, Vladimír ; Máca, Josef (referee) ; Frk, Martin (advisor)
The present work deals with the properties of suitable electrolytes for lithium-ion batteries. The first part described in the current issue of electrolytes for lithium-ion batteries, types of solvents and their properties and methods of measurement properties. The second part is devoted to the measurement of the properties of solvents and electrolytes such as relative permittivity, density and viscosity. Measurement of relative permittivity was focused on the measurement of the solvent mixture with varying the percentage of the solvent. Viscosity and density were measured on a solvent with a lithium salt added (final electrolyte).
|
|
| |
|
|
Dielectric properties of liquid insulators
Jahn, Michal ; Starý, Jiří (referee) ; Špinka, Jiří (advisor)
This master‘s thesis deals with measurement of liquid dielectric materials (insulators). Above all, it is the different kinds of clean and drinking water, but also transformer oils. There was done theoretical information retrieval about the given topic in this project and on the basis of theory there were realized the relevant measurements of selected properties of liquid dielectric, such as permittivity, capacitance, loss number, conductivity, but also temperature dependence of these parameters. The measurements were realized with the help of product manufactured at the faculty FEKT VUT and with the help of measuring system AGILENT 16452A. The measured results were evaluated, graphically processed and compared.
|
guest ::
