2019

Browse

Now showing 1 - 5 of 37

Low-Cost Filtration Barriers for Ultrafine Particles Separation
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Kejík, Pavel; Svěrák, Tomáš; Fekete, Roman; Lapčík, Ĺubomír
V 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.
Koncepce termického zpracování odpadů z komunální sféry
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Frýba, Lukáš; Bébar, Ladislav; Jegla, Zdeněk; Kos, Miroslav
V 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.
Vliv lidského činitele na bezpečnost průmyslových pecí
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Mukhametzianova, Leisan; Kotek, Luboš; Sinay, Juraj; Dohnal, Mirko
Předložená 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.
Geopolymers Incorporating Wastes and Composites Processing
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Taveri, Gianmarco; Dlouhý, Ivo; Perná,, Ivana; Pouchlý, Václav
Buildings construction and realization of public infrastructures have always been a primary need in the human society, developing low cost and user-friendly materials which also encounter safety and durability requirements. Portland cement is the most used material in construction industry from the industrial revolution up to date, but the raising concerns related to the climate change are pushing the governments worldwide to replace it with more eco-friendly and greener materials. Geopolymers are considered to be best alternatives to Portland cement in construction industry, but issues related to cost and mechanical properties are still hindering the commercialization of this material. Geopolymer incorporating wastes is one of the solutions. Fly ash, a thermal power plant by-product, and borosilicate glass, a recycled glass from pharmaceutical vials, are suitable candidates in geopolymers activation. NMR and FTIR spectroscopies demonstrated that borates from borosilicate glass are active compounds in geopolymerization, substituting the alumina is its role, composing a B-Al-Si network never observed before. Various fly ash and borosilicate glass weight contents were studied in terms of mechanical properties (compression test, 3-point bending test). It was found that fly ash 55 wt.% and borosilicate 45 wt.% composition activated in 13 M NaOH solution holds the best compressive and flexural strength (45 and 4 MPa respectively), 25% stronger than similar counterparts found in literature. Cellulose fibres in different weight contents were dispersed into the geopolymeric paste to produce geopolymer composites, with the aim to render the material more suitable for structural applications. 3-point bending test showed an improvement of the flexural strength of about 165% (12 MPa), while the chevron notch method displayed a fracture toughness of 0.7 MPam1/2, in line with the results of geopolymer composites found in literature. In this thesis work, fly ash was also successfully densified in 3 M NaOH solution and distilled water through a new method based on hydraulic pressure, called hydro-pressure sintering. This innovative technology involves a drastic reduction of NaOH utilization in geopolymerization, rendering the material more eco-friendly. XRD spectroscopy conducted on produced samples revealed a higher formation of crystals, most likely induced by the application of hydraulic pressure (450 MPa).
Analýza vlivu technologických procesů na vlastnosti funkčních ploch ložisek
(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Otoupalík, Zuzana; Chladil, Josef; Čep, Robert; Sadílek, Marek; Kouřil, Karel
Disertační práce je zaměřena na problematiku technologie výroby ložisek. Cílem práce je zkoumání a vyhodnocení vlivu technologických procesů na vlastnosti funkčních ploch vnějšího ložiskového kroužku. Jako základní technologické procesy byly vybrány technologie rozválcování, broušení a soustružení. Předmětem zkoumání integrity povrchu na zkušebních vzorcích je měření a analýza jakosti obráběných ploch a zbytkového napětí v povrchových vrstvách ložiskových kroužků. Porovnání je provedeno ve vazbě na předchozí operace – rozválcování, soustružení a broušení.

Browse

Recent Submissions