Výpočtové modelování dynamiky tekutin Archivy - Ústav procesního inženýrství

Závěrečné práce

admin — Mon, 14 Oct 2019 12:34:41 +0000

Diplomové práce

V rámci závěrečných prací zapojujeme podle možností studenty bakalářského oboru Strojní inženýrství a navazujícího magisterského oboru Konstrukční a procesní inženýrství především do výzkumných aktivit naší sekce.

Vzhledem k různorodé a komplexní činnosti v rámci ÚPI, lze obsah práce přizpůsobit individuálním schopnostem a zájmům studentům (experimentálně, konstrukčně či výpočtově zaměřené práce). Na druhou stranu se očekává solidní přístup ze strany studentů, vlastní iniciativa a průběžné řešení již od okamžiku zadání práce. V případě Vašeho zájmu o zapojení do našeho týmu prosím kontaktujte koordinátora sekce.

Výběr z obhájených diplomových prací

Naší prioritou je kvalita veškerých závěrečných prací, což se odráží mimo jiné v tom, že mnoho studentů pokračuje v naší skupině v doktorském studijním programu.

Zjednodušené modelování distribuce toku, Ing. Miroslav Rebej, 2019 → PDF
Pokročilé výpočtové metody spalování tuhých paliv, Ing. Jiří Strouhal, 2019 → PDF
Počítačové modelování proudění vzduchu v plynovém hořáku, Ing. Jan Waloszek, 2018 → PDF
Vývoj modelu kalcinace pro ANSYS Fluent, Ing. Milan Anderle, 2017 → PDF
Měření rychlostních profilů za vířičem, Ing. Vojtěch Zejda, 2015, → PDF
Výpočtová analýza proudění v bubnové sušičce prádla, Ing. Miloslav Dohnal, 2014, → PDF
Výpočty proudění v míchaném reaktoru s plovoucími částicemi, Ing. István Földváry, 2014 → PDF
Výpočty proudění a přenosu tepla pro optimalizaci konstrukce bubnové sušičky prádla, Ing. Martin Čermák, 2013 (v angličtině) → PDF
Modelování proudění v zařízeních procesního průmyslu, Ing. Michal Bialožyt, 2012 (v angličtině) → PDF
Zjednodušené výpočtové modelování spalování biomasy na roštu, Ing. Kateřina Floková, 2011 → PDF
Matematický model solárního sušení kalu z čističky odpadních vod, Ing. Ildikó Ficza, 2010 (v angličtině) → PDF
Výpočtové modelování laboratorního hořáku programem FLUENT, Ing. Jakub Broukal, 2009 (v angličtině) → PDF
CFD modelování hoření tuhých paliv na roštu, Ing. Tomáš Juřena, 2008 (v angličtině) → PDF

Disertační práce

Neustále hledáme nové zájemce o doktorské studium v oblasti CFD modelování. V případě Vašeho zájmu o zapojení do našeho týmu prosím kontaktujte koordinátora sekce.

Probíhající doktorské práce (prezenční)

Simulace fotobioreaktorů, Ing. Miroslav Rebej
Výpočtové modelování zanášení procesních a energetických zařízení, Ing. Jiří Strouhal

Obhájené doktorské práce

Effervescent Breakup and Combustion of Liquid Fuels: Experiment and Modelling, Ing. Jakub Broukal, Ph.D., 2014 → PDF
Numerical modelling of grate combustion, Ing. Tomáš Juřena, Ph.D., 2012 → PDF
Computational modeling of turbulent swirling diffusion flames, Ing. Jiří Vondál, 2012, → PDF
Metody pro určování charakteristických parametrů procesů spalování na bázi experimentů a modelování, Ing. Petr Bělohradský, Ph.D., 2009 → PDF
Modelování zařízení využívaných v systémech spalování a čištění spalin v jednotkách pro termické zpracování odpadů, Ing. Martin Piskovský, Ph.D., 2008, → zkrácená verze práce

The post Závěrečné práce appeared first on Ústav procesního inženýrství.

Komerční služby

admin — Mon, 14 Oct 2019 12:32:48 +0000

Zákazníkům z průmyslové sféry poskytujeme zázemí vysoce kvalifikovaných odborníků vybavených bohatými zkušenostmi s výpočty, optimalizací a analýzou různých typů zařízení, nejen z oblasti procesního a chemického průmyslu. Pro velké úlohy jsme vybaveni výkonnou výpočetní infrastrukturou. Provádíme simulace a zpracováváme studie mj. v oblastech:

proudění kapalin a plynů
proudění ve vícefázových systémech
míchání
chemické reakce (spalování)
tvorba a odstraňování znečišťujících látek (NOx)
přenos tepla radiací

Reference (výběr)

Vývoj software pro identifikaci optimálních modelů a zefektivnění zadávání úloh spalování práškového uhlí – Provyko, s.r.o.
Návrh a testování trysky pro poloautomatické čištění vzduchotechnického potrubí suchým ledem – Alkion service, s.r.o.
CFD výpočet konstrukčních variant redukčního ventilu – GCE, s.r.o.
Výpočty proudění v kalcinačním kanále – Českomoravský cement, a.s.
Vývoj nového homogenizačního prvku s využitím matematického modelování – KUNST, s r.o.
Analýza proudění s přenosem tepla v chladiči rekuperace – Pražské služby, a.s.
Simulace dvoufázového toku v novém typu kalcinátoru – EnProCo Berlin GmbH
Komparativní studie proudění v míchaných reaktorech – Cray Valley Czech
Inovace technologické linky pro zpracování vaječných skořápek – BIOMIN, a.s.
Simulace spalování s přenosem tepla v trubkové ohřevné peci – Chempex-HTE, a.s. a Česká rafinérská a.s.

V případě Vašeho zájmu o spolupráci konktaktujte prosím koordinátora týmu.

The post Komerční služby appeared first on Ústav procesního inženýrství.

Aplikační oblasti

admin — Mon, 14 Oct 2019 11:46:18 +0000

Následující odstavce obsahují výběr oblastí, kterým se sekce věnuje.

Čistá aerodynamika (hydrodynamika): Značná část praktických výpočtů proudění tekutin zahrnuje jen základní fyziku proudění, tj. turbulenci, případně konvektivní přenos tepla. Tyto výpočty slouží pro kvantitativní určování řady parametrů, např. intenzity přisávání, poměru rozdělení toku do paralelních větví, rovnoměrnosti rozložení toku v průtočném průřezu, rychlosti míchání proudů, případně rozložení teplotního pole. Řešené úlohy zahrnují predikci a optimalizaci proudových přístrojů či simulace výměníků tepla.

Spalovací komory: Výpočty proudění s chemickými reakcemi, tvorbou a odstraňováním emisí a přenosem tepla zářením jsou jedním z náročných typů úloh, na které se specializujeme v rámci akademického výzkumu, přičemž získané know-how nabízíme také komerčním zákazníkům. Tyto výpočty se využívají při analýze provozně a investičně náročných zařízení jako jsou například trubkové ohřevné pece, kotle, dohořívací komory či velké průmyslové hořáky.

Hořáky: (plynové a kapalinové), včetně přenosu tepla ve spalovací komoře a tvorby znečišťujících látek (zejména NOx). Výzkum hořáků se zaměřuje na vývoj metodiky pro modelování průmyslových hořáků (zejména plynových, případně kapalinových), která umožňuje spolehlivé predikce tepelného zatížení stěn spalovací komory, případně kotle. Při této práci se využívá špičková zkušebna hořáků s unikátní konstrukcí spalovací komory a rozsáhlou instrumentací, která umožňuje přesné měření profilu tepelného zatížení stěn po délce plamene. V případě simulace průmyslových zařízení je tepelné zatížení stěn jedním z nejdůležitějších parametrů. Naše pracoviště nabízí pro takovéto projekty rozsáhlé zkušenosti a ověřené modely.

Roštové spalování biomasy: Jedná se o popis dějů, probíhajících ve vrstvě hořlavého materiálu, například dřevní štěpky nebo jiného paliva, při spalování na roštu. Řešení procesů ve vrstvě paliva vlastním programem GRATECAL je navázáno na model proudění a spalování v prostoru kotle, vytvořený v programu ANSYS FLUENT. Tyto dva modely (pro vrstvu paliva a pro prostor spalovací komory) si v každé iteraci výpočtu musí vyměňovat informace o stavu na jejich společné hranici (tepelné toky apod.). Model vrstvy paliva na roštu je vytvořen s pomocí ortogonální diskretizace metodou konečných objemů.

Výměníky tepla: Výpočtová dynamika tekutin se používá primárně pro zjištění parametrů nových typů výměníků tepla, pro které neexistují ověřené bilanční návrhové vztahy. Druhou oblastí použití je analýza příčin špatné funkce existujících zařízení a ověřování účinnosti alternativních možností nápravy (tzv. „trouble-shooting“). Tato motivace pro použití CFD je obecná, konkrétně v oblasti výměníků tepla se často zaměřuje na zrovnoměrnění průtoků.

Mokré vypírky spalin: Mokré praní spalin pomocí Venturiho praček se často využívá například ve spalovnách odpadů, avšak konstrukční parametry bývají často pouze hrubě odhadovány. To má dopad jak na efektivitu odlučování, tak tlakovou ztrátu, která je značná a způsobuje nemalé provozní náklady. Modelování mokrých vypírek metodami výpočtové dynamiky tekutin ve spojení s experimentálním výzkumem na laboratorních zařízeních ÚPEI vedlo k vývoji metodiky pro provádění ověřovacích výpočtů těchto zařízení. Kromě vypírky typu Venturiho dýzy byl výzkum zaměřen na nový typ vypírky, jehož výhodou je snížení tlakových ztrát při zachování stejné účinnosti.

Průmyslové látkové filtry: Filtry pracují obvykle ve dvou režimech – pracovním a čistícím, ve kterém je z povrchu tkaniny odstraňován nános prachových částic (tzv. filtrační koláč). Účinnost čištění filtru je možné ovlivnit speciálními vestavbami filtračních rukávců, které ale zároveň zvyšují tlakovou ztrátu v pracovním režimu filtru. Předmětem výzkumu byla kvantifikace pracovní a čistící charakteristiky vestaveb.

Biochemické senzory: Pro oblast procesního průmyslu jsme se ve spolupráci s Masarykovou univerzitou podíleli na vývoji nových biochemických senzorů. Na našem pracovišti probíhají práce v oblasti analýzy proudění pomocí CFD. Výzkum se týká rovnoměrného rozdělení proudu reagencie do jednotlivých kanálků ve vícekanálové biochemické cele.

The post Aplikační oblasti appeared first on Ústav procesního inženýrství.