but.committee	prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda) prof. dr hab. Jens-Uwe Repke (člen) doc. Dr. Viktor Józsa (člen) prof. Ing. Stanislav Honus, Ph.D. (člen) Ing. Leoš Gál (člen) doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D. (člen) doc. Ing. Marek Mlkvik, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Student prezentoval nadstandardním způsobem kvalitně zpracovanou dizertační práci. Zodpověděl položené dotazy. Práce je aktuální a představuje základ pro další perspektivní směry výzkumu.	cs
but.jazyk	angličtina (English)
but.program	Energetické inženýrství	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Jícha, Miroslav	en
dc.contributor.author	Hájek, Ondřej	en
dc.contributor.referee	Józsa, Viktor	en
dc.contributor.referee	Repke, Jens-Uwe	en
dc.date.accessioned	2025-03-27T15:20:32Z
dc.date.available	2025-03-27T15:20:32Z
dc.date.created	2025	cs
dc.description.abstract	Na potřebě snížit emise oxidu uhličitého (CO2) se shodly národy napříč planetou. Jednou z nadějných metod k dosažení tohoto cíle je zachycení CO2 po spalování pomocí zařízení s rotující vestavbou (RPB), které umožňuje vysoce efektivní absorpci CO2 díky intenzivní atomizaci absorbentu a neustálému obnovování povrchu kapaliny. Cílem této práce je popsat vícefázové proudění uvnitř rotující vestavby a ve vnější kavitě nejen pomocí experimentálních metod, jako jsou laserové měřící techniky, vizualizace a metody pro stanovení účinnosti zachytávání CO2, ale i pomocí numerických simulací, např. výpočetní dynamiky tekutin. Počáteční rozpad kapaliny na první vrstvě vestavby byl zkoumán na zjednodušeném aparátu sestávajícím z jediného statického horizontálního drátu. Dvě kapalinové stěny vzniknou po nárazu paprsku kapaliny na zakřivený povrch, přičemž úhel mezi stěnami je závislý na rychlosti a průměru paprsku. Z těchto drátů byla seskládána drátěná vestavba umožňující validaci numerických simulací. Díky tomuto výzkumu bylo zjištěno, že i 2D simulace mohou nabídnout efektivní a cenově dostupnou metodu předpovědi pohybu kapaliny v RPB. Kapalina vystupující z rotující vestavby tvoří protáhlé struktury, jejichž délka rozpadu a účinnost zachytávání CO2 byly studovány s cílem dále optimalizovat strukturu vestavby. Délka těchto struktur závisí na průměru vestavby a rychlosti otáček. Pohyb kapek ve vnější kavitě je ovlivněn odporem okolního vzduchu. Velké kapky si zachovají hybnost, takže pak narazí na stěnu zařízení, zatímco malé kapky hybnost ztratí rychle a následují proud vzduchu. Část této práce je věnována vyvinutí a validaci analytického modelu předpovídajícího jejich pohyb. Složení kapaliny ovlivní nejen dynamiku rozpadu, ale také účinnost zachytávání, protože přidání karbonické anhydrázy ovlivnilo kinetiku reakce. Získané poznatky jsou prezentovány v recenzovaných vědeckých publikacích a přispívají k řešení mezinárodního projektu zaměřeného na komplexní přístup k absorpčnímu procesu v zařízeních s rotující vestavbou.	en
dc.description.abstract	The need to reduce carbon dioxide (CO2) emissions has been recognised globally. A promising approach to achieve this goal is a post-combustion CO2 capture using a rotating packed bed (RPB). It enables highly efficient CO2 absorption into a liquid under intense atomization and the continuous renewal of the resulting absorbent surfaces. This work aims to describe the multiphase flow within the packed bed and its surrounding outer cavity zone using experimental methods, such as pointwise laser-based techniques, plane visualization, global measurement of CO2 capture efficiency, together with numerical simulation methods, e.g. computational fluid dynamics. The initial dispersion of the atomized liquid on the first layer of the packed bed was investigated using a simplified setup consisting of a single static horizontal rod. Two liquid sheets are formed after the vertical liquid jet impinges on the curved surface. The angle between the liquid sheets is determined by the impingement velocity and the jet diameter. Additionally, rods were arranged in a custom-designed pin packing to facilitate the validation of numerical simulations. This research proved that even 2D simulations could effectively and affordably predict liquid motion in RPBs. The breakup length of the ligaments and their CO2 capture efficiency were correlated to allow further optimization of the packing structure. It was found that the ligament length was influenced by the packing diameter and the rotation speed. Motion of the droplets in the cavity zone is affected by the drag from the surrounding gas flow. Large droplets retain their momentum and impinge on the casing wall, while smaller droplets lose momentum quickly and tend to follow the gas flow. Part of this work involved developing and validating an analytical model to predict droplet motion. The composition of the liquid influences not only its breakup characteristics, but also the capture efficiency since the addition of carbonic anhydrase affects the reaction kinetics. These findings are presented in peer-reviewed publications and contribute to an international project focused on a holistic approach to the absorption process in rotating packed beds.	cs
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	HÁJEK, O. Flow dynamics and distribution of liquid in a system of Rotating Packed Bed [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.	cs
dc.identifier.other	163066	cs
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/11012/250679
dc.language.iso	en	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	Zařízení s rotačním vestavbou	en
dc.subject	hydrodynamika	en
dc.subject	rozstřik kapaliny	en
dc.subject	vestavba	en
dc.subject	vícefázové proudění	en
dc.subject	Rotating packed bed	cs
dc.subject	hydrodynamics	cs
dc.subject	liquid dispersion	cs
dc.subject	packing	cs
dc.subject	multiphase flow	cs
dc.title	Flow dynamics and distribution of liquid in a system of Rotating Packed Bed	en
dc.title.alternative	Flow dynamics and distribution of liquid in a system of Rotating Packed Bed	cs
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2025-02-07	cs
dcterms.modified	2025-02-19-15:02:44	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	Fakulta strojního inženýrství	cs
sync.item.dbid	163066	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.27 16:20:32	en
sync.item.modts	2025.02.26 05:32:25	en
thesis.discipline	bez specializace	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Energetický ústav	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Flow dynamics and distribution of liquid in a system of Rotating Packed Bed

Files

Original bundle

Collections