2019
Browse
Recent Submissions
Now showing 1 - 5 of 37
- ItemVývoj nových přístupů v odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli s využitím vysokotlakého vodního paprsku(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Votavová, Helena; Pohanka, Michal; Hloch,, Sergej; Čecho, LadislavPráce shrnuje základní a aktuální poznatky v oblasti odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli za tepla s využitím vysokotlakého vodního paprsku a navrhuje další zefektivnění tohoto procesu v průmyslové výrobě. První část práce se zabývá vznikem, strukturou a fyzikálními vlastnostmi okují. Druhá část popisuje samotné principy odstraňování okují s využitím vysokotlakého vodního paprsku. Třetí část se věnuje popisu konkrétních typů experimentů, sloužících ke studiu vysokotlakého vodního paprsku. Čtvrtá část se věnuje popisu provedených experimentů a jejich vyhodnocení a představuje tak těžiště dizertační práce. Je rozdělena na šest sekcí, které samostatně řeší předem definované cíle dizertační práce. První sekce praktické části se zaměřuje na vývoj výšky a struktury okují u ocelí 54SiCr6 a HDT580X. Bylo prokázáno, že výška vytvářených okují roste s časem a teplotou oxidace. Zároveň byla ověřena vrstevnatá povaha vytvářených okují. Druhá sekce zkoumá vliv změny stabilizátoru trysky na fokusaci a rozložení impaktního tlaku trysky. Bylo prokázáno, že lze dosáhnout zvýšení průměrného maximálního tlaku trysky až o 11 %, v závislosti na typu trysky a délce stabilizátoru. Třetí sekce se zabývá analýzou stínografických fotografií struktur vodních paprsků u odkujovacích trysek. V rámci dizertační práce byl vyvinut skript pro analýzu těchto fotografií pomocí adaptivního prahování. Zjištěné poznatky jsou korelovány pomocí regresní analýzy s průměrným součinitelem přestupu tepla. U většiny navržených standardních konfigurací trysek dochází ve výšce válcovaného povrchu k rozpadu vodního proudu na drobné kapky. Čtvrtá sekce se věnuje oblasti překryvu vodních paprsků, především pak oblasti tzv. washoutu, kde je impaktní tlak jedné trysky redukován proudem trysky druhé. Je zkoumán vliv změny tlaku a vzájemného přesazení odkujovacích trysek. Analýza prokázala, že změna tlaku nemá statisticky vliv na procentuální redukci impaktního tlaku v oblasti washoutu. Bylo prokázáno, že pokud je oblast washoutu široká, může docházet ke snížení efektivity odstraňování okují v této oblasti. Pátá sekce navazuje na sekci předchozí a zaměřuje se přímo na oblasti překryvu vodních paprsků. Je zkoumán vliv změny natočení a rozteče páru odkujovacích trysek. Experimenty ukázaly, že malé změny rozteče trysek nemají významný vliv na impaktní tlak a součinitel přestupu tepla. Vliv natočení trysek naopak představoval významný faktor pro efektivitu a homogenitu odkujení povrchu. Poslední sekce se zabývá vlivem rychlosti válcovací tratě na součinitel přestupu tepla při procesu odstraňování okují. S využitím regresního modelu bylo prokázáno, že s vyšší rychlostí válcování dochází ke snížení průměrného součinitele přestupu tepla. Závěr práce shrnuje konkrétní výsledky dizertační práce a jsou navrženy kroky, kterými lze v průmyslu zefektivnit proces odstraňování okují.
- ItemEfektivní obrábění nových keramických materiálů(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Sámelová, Vendula; Humár, Anton; Sedlák, Josef; Vrba, VladimírPokročilá keramika se dlouhodobě drží na předních příčkách seznamů perspektivních materiálů pro high-tech aplikace. Nejčastějším problémem jsou vysoké náklady na design, výrobu a opracování keramických dílů. Hlavním smyslem rozvoje technik zpracování keramiky je tedy cenově přijatelná, velkoobjemová výroba. Disertační práce je zaměřena na broušení karbidu křemíku SiC. Jedná se o materiál, který díky svým vynikajícím vlastnostem, nachází uplatnění při konstrukci strojních součástí. Hluboká znalost procesu broušení diamantovými kotouči je důležitá proto, že se jedná o jednu z dokončovacích metod obrábění a má tedy přímý vliv na kvalitu a pevnost dílů vyrobených z SiC. Stěžejní je zde otázka celkové kvality povrchu součástí po broušení diamantovým kotoučem a znalost faktorů, které mají na kvalitu povrchu vliv. Mezi tyto faktory patří zejména vibrace při broušení. Hlavním smyslem práce je vytvoření systému konkrétních vědecko-technických informací, které umožní aplikovat optimální technologické postupy při zpracování keramických součástí. Teoretická část práce obsahuje rozbor současného stavu poznání v oblasti obrábění keramiky, detailní rozbor procesu broušení keramiky diamantovými kotouči, teorii zpracování signálu a rozbor metod hodnocení kvality povrchu. Experimentální část obsahuje analýzu a diskuzi výsledků získaných při monitorování procesu broušení karbidu křemíku diamantovým brousicím kotoučem. Různými diagnostickými metodami byla potvrzena přítomnost kmitání o frekvenci blízké otáčkové frekvenci nástroje, které mělo zásadní, negativní vliv na kvalitu povrchu vzorků. Vibrační diagnostikou byl lokalizován konkrétní zdroj kmitání (upnutí obrobku) a následně byl odstraněn.
- ItemLow-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Kejík, Pavel; Svěrák, Tomáš; Fekete, Roman; Lapčík, ĹubomírV mnoha oborech jsou stále využívána anorganická filtrační media založená na materiálech, jejichž výroba využívá primární suroviny. Jejich výroba je tedy energeticky náročná a v důsledku nákladná a neohleduplná k životnímu prostředí. Cílem této práce je ověřit možnost využití alkalicky aktivovaných materiálů na bázi sekundárních surovin, především vysokopecních strusek (BFS) a popílků z uhelných elektráren (FA), pro výrobu porézních médií schopných v budoucnosti nahradit keramické a jiné anorganické filtry. Výzkum je rozvinut skrze experimentální design založený na výpočetním schématu samostatně vyvinutém s pomocí programu MATLAB. Toto schéma počítá vhodná složení směsí na základě poměrů obsahu nejdůležitějších oxidů ve vstupních surovinách. Tak je zajištěno zohlednění proměnlivého složení vstupních surovin a práce je tím hodnotnější, že její výsledky jsou skrze početní nástroj zohledňující základní oxidové složení surovin zobecnitelné. Zároveň byly však pro srovnání a lepší názornost závislostí vlastností na složení navrhnuty a připraveny i série vzorků založené vždy pouze na jedné ze surovin. Z výsledků vyplývá, že pevnost vzorků z těchto směsí (vytvrzených 24 hodin při 70 °C) ve čtyřbodové ohybové zkoušce dle ČSN EN 12390 5 může přesáhnout 7,6 MPa. Dosažením co možná nejvyšší porozity však zákonitě negativně ovlivňuje pevnost materiálu a výsledný materiál tedy dosahuje pevnosti těsně nad hranicí 6,3 MPa. Výsledky obecně dokazují, že nejvíce je pevnost materiálů ovlivněna poměrem SiO2/Al2O3 a množstvím alkalického aktivátoru. Z výsledků vyplývá, že alkalicky aktivované materiály (AAM) na bázi strusky dosahují i více než dvojnásobné pevnosti analogických materiálů na bázi elektrárenského popílku. Velikost pórů materiálů připravených z tříděných surovin s velikostí zrna od desítek po lehce přes sto mikronů se ve většině případů pohybuje v rozmezí desetin ž jednotek mikronů, v případě výsledného materiálu je to pak přibližně 0,2 mikronu. Celková porozita lisovaných těles se pohybuje těsně pod 40 %, což je v tomto případě téměř dvojnásobek ve srovnání s totožnými materiály na bázi netříděných surovin. Výsledky rovněž ukazují, že materiály na bázi strusky vykazují nižší porozitu než ty na bázi popílku, což je patrně způsobeno rozdílnou morfologií částic obou materiálů – částice strusky jsou nepravidelně hranaté a částice popílku kulaté. V průběhu experimentální činnosti byla pozorována tvorba výkvětů u materiálů na bázi elektrárenských popílků. Pomocí Energo-disperzní spektroskopické analýzy (EDS) byly výkvěty identifikovány jako hydroxid sodný procházející karbonatací za účasti vzdušného CO2. Test permeability vyžadoval, kvůli velmi jemné povaze porézní struktury, přípravu asymetrických filtračních přepážek. Tyto přepážky dosáhli propustnosti 138 L/h.m2.bar pro vodu a 1320 L/h.m2.bar pro vzduch.
- ItemKoncepce termického zpracování odpadů z komunální sféry(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Frýba, Lukáš; Bébar, Ladislav; Jegla, Zdeněk; Kos, MiroslavV poslední době reaguje legislativa Evropské unie a posléze i jednotlivých členských států na nové poznatky ohledně složení a obsahu škodlivých látek v kalu z komunálních čistíren odpadních vod. To má za následek zavádění moderních technologií na úpravu a zpracování čistírenských kalů. Jedná se o metody, které mají za účel kal hygienizovat, zmenšit jeho množství, materiálově transformovat pro jeho další využití nebo termicky zpracovat a využít produkovanou energii. Práce se zaměřuje na efektivní termické zpracování kalů z čistíren odpadních vod. Důležitou součástí linky na termické zpracování kalů z čistíren odpadních vod je jejich předupravení a snížení obsahu vody. Snížení obsahu vody je energeticky náročný proces, pro který je vhodné získat odpadní teplo z energetických zdrojů, kde by jinak bylo bez využití mařeno.
- ItemVliv lidského činitele na bezpečnost průmyslových pecí(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Mukhametzianova, Leisan; Kotek, Luboš; Sinay, Juraj; Dohnal, MirkoPředložená dizertační práce je zaměřena na hodnocení vlivu lidského činitele na bezpečnost průmyslových pecí. Průmyslové pece jsou klasifikovány jako strojní zařízení a patří ke skupině průmyslových tepelných zařízení. Provoz průmyslových pecí je zatížen riziky, která si uvědomují jak výrobci, tak provozovatelé pecí. V první části práce je uvedena analýza současného stavu legislativy a vědeckého poznání v oblasti hodnocení vlivu lidského činitele na bezpečnost průmyslových pecí. V této části práce je dále popsáno řešení problematiky lidského činitele v jiných průmyslových odvětvích: chemickém průmyslu, letectví a jaderné energetice. Na základě provedené rešerše je pak stanoven hlavní cíl dizertační práce: vypracování metodiky posuzování vlivu lidského činitele na bezpečnost průmyslových pecí. Dále jsou uvedeny sekundární cíle. Druhá část práce se věnuje posouzení rizik spojených s provozem průmyslových pecí a posouzení vlivu lidského činitele na bezpečnost průmyslových pecí. Jsou popsány bezpečnostní požadavky na pece, proces posouzení rizik průmyslových pecí, metody používané při posouzení rizik a problémy spojené s posouzením rizik. V této části práce je vysvětlen pojem lidský činitel, předložena klasifikace a popis metod používaných pro posouzení spolehlivosti lidského činitele a také popsány faktory ovlivňující spolehlivost obsluhy. Třetí část práce obsahuje navrženou metodiku posouzení vlivu lidského činitele na bezpečnost průmyslových pecí. V rámci metodiky jsou stanoveny faktory ovlivňující spolehlivost lidského činitele na pracovišti, zapracováno kvalitativní a kvantitativní hodnocení vlivu lidského činitele na bezpečnost průmyslových pecí a navržena systémová integrace poznatků do vyvíjené metodiky – kvalitativní model pro zlepšení stavu systému. Metodika je dále verifikovaná na reálném zařízení – cementační peci.