Rok 2022

Permanent URI for this collection

https://dspace.tul.cz/handle/15240/172319

Browse

Now showing 1 - 12 of 12

Digital Holographic Interferometry for Temperature Field Measurements in Flowing Gases and Liquids
(2018-10-30) Cubreli, Gramoz; ; Dančová Petra, doc. Ing. Ph.D. Skolitel : 57854
This Ph.D. dissertation introduces and elaborates the optical technique known as Digital Holographic Interferometry (DHI) in the field of applied fluid mechanics for the purpose of investigating the properties and visualization of flowing gases and liquids. The work deals mostly with the general aspects of using digital holographic interferometry as the main technique of investigation, deepening in some of its technical aspects for data treatment and visualization. It gradually present the evolving process of studying different forms of temperature fields, based on the distribution of its refractive index, starting with simple 2D distribution toward 3D distribution that is treated with tomographic approach. It brings to light main concepts and possibilities of using this technique for the field of fluid mechanics.Apart the general theoretical background introduced in the beginning of this thesis, each chapter contains an introduction to some more theoretical and technical aspects of the optical setup and data treatment that are needed for a better and full understanding of the process of capturing, treating and presenting the data. General conclusions are drawn at the end of each chapter.Throughout our work, we have achieved a deviation below tenths of degree Celsius between the temperature registered from the thermocouples, ANSYS simulations and the one measured by the optical technique for the case of heat measurements in water, falling within 5% of error margin for the case of a 2D temperature field. For the case of a 3D temperature field from a pulsatile jet with water as its working fluid, we estimated that the relative uncertainty of the temperature field measurement near the orifice is below 5%, compared to the relative uncertainty increasing up to 15% further from the orifice. We also achieved an increase of the range of measurement for the case of two-wavelength digital holographic interferometry.Each investigation is accompanied with a whole-field picture of visualizing the temperature and other important properties of the fluid/gas under study, which is one of the main advantages of this optical technique.
Účinnost hnacího ústrojí elektrických vozidel
(2019-2-1) Břoušek, Josef; ; Němeček Pavel, prof. Dr. Ing. Skolitel : 55345
Disertační práce se zabývá problematikou účinnosti hnacího ústrojí elektrických vozidel. Současný vývoj a výzkum hnacích ústrojí elektrických vozidel je soustředěn na dosažení velmi vysoké účinnosti hnacího ústrojí. Disertační práce přináší do této problematiky nástroje pro detailní vyhodnocování účinnosti elektrických hnacích ústrojí a jeho součástí. Práce je zaměřena na vyhodnocování účinnosti elektromotoru pomocí matematického modelu a experimentálního měření, měření účinnosti převodovky elektrického vozidla a vyhodnocování celkové účinnosti hnacího ústrojí pomocí simulačního modelu vozidla a experimentálního měření. Součástí práce jsou detailní výsledky z provedených simulací a měření účinností elektrického hnacího ústrojí.
Modelování procesu odsíření mokrou vápencovou vypírkou
(2019-2-1) Novosád, Jan; ; Vít Tomáš, prof. Ing. Ph.D. Skolitel : 55449
V disertační práci je řešena problematika technologického procesu odsíření spalin mokrou vápencovou vypírkou za kotlem v uhelných elektrárnách. Dílčím cílem práce je popis procesu odsíření s ohledem na fyzikální jevy a konstrukční a provozní parametry reálných zařízení. V rámci práce bylo provedeno studium současného poznání v oblasti odsiřování mokrou vápencovou vypírkou. Předchozí teoretické a experimentální výzkumy popisují většinu fyzikálních jevů při procesu absorpce SO2 ve vápenné suspenzi. Numerické výzkumy se zaměřují na modelování přenosu hmoty mezi plynnou a kapalnou fází, které se zpravidla omezuje na modelování vícefázového proudění spalin a suspenze. Chemické procesy, které se odehrávají uvnitř kapek suspenze, jsou do modelů zahrnuty na základě samostatných výpočtů. Cílem disertační práce je návrh a vývoj CFD nástroje, který umožňuje modelování procesu odsíření mokrou vápencovou vypírkou v průmyslovém zařízení. Odpovídající CFD řešič je navržen na základě balíku OpenFOAM, který byl vybrán z důvodu otevřenosti zdrojového kódu. Dílčí kroky při vývoji zahrnují postupné doplňování zdrojového kódu o potřebné modely dílčích jevů a procesů. Součástí validace kódu je u dílčích kroků porovnání výsledků simulací s experimentálními daty z laboratorních i průmyslových zařízení. Výsledkem práce je řešič, který je odladěn na použití pro simulaci záchytu SO2 v průmyslovém absorbéru. V závěru práce jsou shrnuty hlavní směry dalšího vývoje řešiče pro zajištění většího rozsahu aplikovatelnosti na aktuální problémy v oblasti čištění spalin.
Studying of the fluid's property adjustment and its application in metal foam industry
(2019-2-1) Attia, Shehab Hassan; ; Fraňa Karel, prof. Ing. Ph.D. Skolitel : 55679
The main aim of this study is to find criteria influencing the shapes of a gas bubbles rising in stagnant liquid experimentally to form foam. A testing facility with the high-speed camera was designed. The results obtained are presented in terms of dimensionless parameters i.e. Reynolds's, Morton's and Eötvös. Factors varied to test their dependency such as nozzle diameter (3 - 5 mm), rate of flow rate (15 and 130 l/h), viscosity, surface tension and density were changed in order to see their effect on the shape of the bubble, its velocity in the liquid, surface tension force, drag force and buoyancy force. In order to vary such parameters a water-ethanol mixture was used in the tank. Also the foam formed was examined using water ethanol mixture in predicting the Foam bubble behavior in multi-phase flow. The study compares the concept of formation of foam at the surface of the mixture with the procedure of producing aluminum foam by direct gas injection. Material properties such as kinematic viscosity, density and surface tension on the foaming process will be studied experimentally, while the foam bubble size will be studied by means of digital image processing.
Ejector-boosted Transcritical CO2 Refrigeration System
(2019-2-1) Elbarghthi, Anas Faraj Awad; ; Dvořák Václav, prof. Ing. Ph.D. Skolitel : 55439
Recently, the field of refrigeration and air conditioning has come under immense scrutiny as a result of their indirect contribution to global warming and climate change. This is due to the imminent danger posed on the globe by greenhouse gas emissions. This field is continually increasing, experiencing high-grade energy consumption, and calls for the developing of innovative alternative technologies for saving energy. The use of ejector allows overcoming the significant exergy destruction lays on the expansion processes of the cooling systems and led to spark improvement in the system performance by recovering some of the expansion work. The thesis focused on two things: investigate detailed experimental work on the ejector supplied R744 transcritical cooling system and the impact of the ejector profile on the system performance. The experiment was implemented on the commercial ejector cartridge type (032F7045 CTM ELP60 by Danfoss). The effect of different operating conditions determined by exit gas cooler pressure and temperature, evaporation temperature, and liquid separator pressure was examined. The ejector performance of the pressure lift, mass entrainment ratio, work rate recovery and efficiency were evaluated. In addition, exergy efficiency and the variation of exergy produced, consumed, and destructed related to the ejector profile were assessed based on the transiting exergy. The result revealed better overall performance when the ejector operated at transcritical conditions. The ejector was able to recover up to 36.9% of the available work rate and provided a maximum pressure lift of 9.51 bar.Moreover, it was found out that the overall available work recovery potential increased by raising the gas cooler pressure. Out of the findings, the ejector could deliver maximum exergy efficiency of 23% when working at higher motive nozzle flow temperatures along with providing lower exergy destruction. The experiment results show that the amount of the ejector exergy consumed and destructed were gradually increased with higher gas cooler pressure and, in contrast, decreasing with higher motive nozzle flow temperature. The ejector-supported system was theoretically compared with the parallel compression concept as the baseline system and carried out at different pressure lifts and exit gas cooler properties. The result indicated a COP and exergy efficiency improvement up to 2.05% and 1.92% for the set conditions, respectively, while the COP could be improved to a maximum of 11.22% when the system cooling load is minimized.Additionally, the ejector played a vital role in the system input power. Up to 3.46% of the energy consumption was reduced at subcritical heat rejection conditions. Operating the system with an ejector at a lower cooling capacity allows further overall power consumption reduction to 18%. In addition, the exergy analysis revealed a prominent lack of total system exergy destruction by employing the ejector in parallel with the high-pressure valve, which recovered 21% of the expansion work and saved 46% of the HPV exergy losses. Furthermore, the result exhibited a maximum system exergy loss of 7.8% that could be saved at the set condition and a maximum of 13.2% total system exergy destruction rate recovered by the ejector depending on the cooling load.
Zvyšování dynamických vlastností elektromechanických systémů ovládajících mechanismy strojů
(2020-10-01) Richter, Aleš; Ševčík Ladislav, prof. Ing. CSc. :55255
Disertační práce se zabývá problematikou vývoje elektromechanického systému CNC polohovacího stroje, tak aby byly dosaženy optimální dynamické vlastnosti jednotlivých uzlů s ohledem na současný stav poznání. Nároky jsou kladeny především na rychlost polohování, přesnost opakování ustavení obrobku a dlouhou životnost mechanismu. Práce je postupně představena v jednotlivých výzkumně-vývojových etapách, které jsou všechny nezbytné pro úspěšné dosažení cíle a navazují na sebe. První etapou je zvolení správného mechanismu pohonu. Kinematické schéma záběru - rolna vs. axiální vačka. Požadavky jsou kladeny na univerzálnost mechanismu (libovolně volitelný úhel kroku), možnost programovat průběh dráhy včetně její první a druhé derivace. Klíčový uzel je podroben pevnostní MKP analýze. Druhou etapou je zhotovení hnacího mechanismu na základě výpočtu výrobních souřadnic axiální vačky a převedení do souřadnic CNC stroje. Vytvoření přesného 3D modelu z vypočtených křivek, který bude sloužit k porovnání výrobních odchylek axiální vačky. Kontrola na 3D měřícím pracovišti, snížení výrobních odchylek důležitých sestav. Třetí etapou je ověření správné funkce karuselového stolu. Měření taktu (rychlosti polohování) a přesnosti ustavení pomocí optických inkrementálních rotačních snímačů v osách motor-šnek-talíř karuselu. Nalezení správné řídící křivky. Čtvrtou etapou je vylepšení přesnosti polohování karuselu bez nutnosti provedení mechanických úprav funkčního vzorku. Zjištění velikosti chyby polohování a její následné snížení. Pátou etapou je vyhodnocení spolehlivosti karuselu po dobu jeho předpokládané životnosti. Celková životnost je dána nejslabším členem převodového mechanismu. Jedná o rotační pohyblivé části převodovky, respektive jejich kontaktní plochy.
Energy Harvesting Using Cylindrical Piezoelectric Transducers
(2020-10-01) Salem, Shehab; Fraňa Karel, prof. Ing. Ph.D. :55679
Výzkum v této disertační práci se zabývá využitím válcových piezoelektrických měničů ke sběru akustické energie a také prouděním indukovaných vibrací. Ve studii byly použity čtyři válcové měniče vyrobené z olovnatého zirkoničitanu titanátu a různých rozměrů. Výzkum se zabýval sběrem akustické energie pomocí měření na otevřeném okruhu prováděných na válcích dvou různých velikostí za účelem nalezení vztahu mezi velikostí válce a interakcí válce s akustickými vlnami. Po měření naprázdno byla provedena řada experimentů s uzavřeným okruhem za účelem optimalizace zatěžovacího obvodu pro sběr zvukových vln o frekvenci 20 kHz. Výzkum se také zabýval sběrem vibrací vyvolaných prouděním uvnitř aerodynamického tunelu. Měření naprázdno byla provedena na piezoelektrických válcích čtyř různých velikostí, aby bylo možné porovnat jejich odezvu se známými vlastnostmi nestability proudění. Nakonec byla provedena měření v uzavřeném okruhu, aby se změřilo množství získané energie při různých rychlostech větru a různém zatížení, aby se studoval vliv rychlosti větru a impedance okruhu na proces.
Implementace metod návrhu strojních součástí do PLM
(2020-10-01) Hykl, Josef; Ševčík Ladislav, prof. Ing. CSc. :55255
Úkolem disertační práce je propojit metody návrhu strojních součástí s prostředím životního cyklu výrobku (Product Lifecycle Management). V první fázi se proto zabývá teorií a shromažďuje informace o softwarových řešení oblasti PLM, současně s mapováním metod návrhu strojních součástí. Pro ověření využitelnosti kombinace metod návrhu strojních součástí a řešení PLM v praxi, je v druhé fázi teoretické části uveden současný stav techniky oblasti zvoleného strojírenského segmentu, pro který budou zvolené metody (inovační, Design For X a další) využívány a konstrukčním zpracováním aplikovány. Navazující experimentální část je taktéž rozdělena do dvou fází, kdy v prvním kroku přináší návrh, jakým způsobem lze provést propojení (implementaci) vybraných konstrukčních metod do oblasti PLM. Ve druhé fázi experimentální části disertační práce laboratorně aplikuje vybrané metody návrhu strojních součástí pro zpracování konstrukční úlohy vývoje krbových kamen s přímou návazností na životní prostředí a ekologii, jakožto zvoleného strojírenského segmentu a zároveň při výzkumu a vývoji používá vybraných softwarových nástrojů prostředí PLM. Závěrem disertační práce sumarizuje vhodnost a potřebu modulů PLM a metod návrhu strojních součástí a jejich kombinace.
Zařízení pro diagnostiku valivých vedení
(2020-10-1) Jírová, Radka; ; Pešík Lubomír, prof. Ing. CSc. Skolitel : 55222
Disertační práce se zabývá vysoce aktuální problematikou, která se týká diagnostiky valivých vedení. Soustřeďuje se zejména na lineární valivá vedení, která jsou základními konstrukčními prvky v dané oblasti. Disertační práce představuje vyvinuté originální patentované řešení diagnostiky lineárních valivých vedení, které je založené na měření vibrací. Řešení spočívá ve využití diagnostické části, která sdílí valivé elementy i vodicí profil s nosnou částí tělesa lineárního valivého vedení a která je integrována do jeho konstrukce. Tato diagnostická část je volná a nezatížená vnějšími silovými účinky, poškození lineárního valivého vedení se proto ve vibračním signálu projeví velmi intenzivně. Navržené diagnostické zařízení bylo ověřeno ve výrobním zařízení svařovací linky v automobilovém průmyslu.
Implementace štíhlé-agilní strategie do výrobního podniku
(2020-7-1) Matějka, Petr; ; Pokorný Přemysl, prof. Ing. CSc. Skolitel : 55388
Tato disertační práce se zabývá implementací štíhlé - agilní strategie do výrobních podniků s ověřením účinnosti implementace pomocí měřitelných podnikových ukazatelů. Pro správnou identifikaci oblastí a slabých míst, na které se v rámci implementace tato práce zaměřuje, bude vytvořený nástroj - audit. Tento audit bude vytvořený na základě rešerší odborné literatury, dotazníkového šetření v oblasti klíčových procesů dodavatelsko-odběratelského řetězce a zkušeností autora této práce. Audit bude provedený vždy před implementací a po implementaci a vyhodnocený spolu s podnikovými ukazateli. Tyto podnikové ukazatele jsou zvolené na základě rešerše odborné literatury se zaměřením na dodavatelsko-odběratelské procesy, kterých se primárně štíhlá - agilní strategie týká. Mezi výsledkem auditu a podnikovými ukazateli hledá autor závislost pomocí korelační analýzy, aby prokázal použitelnost a opakovatelnost tohoto vytvořeného auditu jako klíčového nástroje pro možné optimalizace i v dalších podnicích.
Zvlákňovací elektrody pro AC-electrospinning
(2022-02-01) Baťka, Ondřej; Beran Jaroslav, prof. Ing. CSc. :55356
Předložená práce přináší nové poznatky v oblasti zvlákňovacích elektrod pro technologii AC electrospinning, která slouží k výrobě nanovlákenných struktur. Představuje stávající i nové typy zvlákňovacích elektrod a popisuje výzkum vlivu konstrukčních parametrů elektrod na stabilitu procesu zvlákňovaní a produktivitu výroby nanovláken. Pozornost je zaměřena také na vliv napětí, frekvence a tvaru budicího signálu přivedeného na elektrodu na stabilitu zvlákňování a produktivitu výroby. Dále je představen vliv tvaru budicího signálu na tvorbu polymerní trysky. Byla také provedena analýza vlivu zvlákňovacích podmínek na výslednou nanovlákennou strukturu analýzou snímků pořízených SEM. Výsledky výzkumu uvedeného v práci otevírají nové možnosti pro navazující výzkum v oblasti AC electrospinningu.
Výzkum chyby převodu a její vliv na vibrace a hluk od ozubených kol numerickou simulací a experimentálním ověřením
(2022-08-01) Marek, Tomáš; Němeček Pavel, prof. Dr. Ing. :55345
Předložená disertační práce zpracovává téma Výzkum chyby převodu a její vliv na vibrace a hluk od ozubených kol numerickou simulací a experimentálním ověřením. Text zprvu pojednává o možných příčinách hluku od ozubení a konkrétně se zaměřuje na chybu převodu jako jednu z příčin. V této souvislosti je nejprve popsán současný stav poznání v podobě důkladné rešerše. Hlavním obsahem disertační práce je zjištění korelace mezi chybou převodu, součinitelem skutečného trváním záběru, hlukem a vibracemi. Za účelem tohoto výzkumu byl navržen výpočetní MBS model a sestrojen odpovídající experiment v podobě zkušebního stavu. V závěru práce je korelace sledovaných veličin vyhodnocena a jsou diskutovány další možné kroky výzkumu této problematiky, s cílem zlepšení akustického projevu ozubení v automobilové převodovce.

Browse

Browsing Rok 2022 by Issue Date

Results Per Page

Sort Options