Optimalizace vnitřní geometrie deskového fotobioreaktoru
Loading...
Date
Authors
Hlaváč, Ivan
ORCID
Advisor
Referee
Mark
C
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zaměřuje na optimalizaci deskového fotobioreaktoru. Optimalizace byla provedena s využitím CFD výpočtů a plánovaného experimentu. CFD model použitý k optimalizaci byl před provedením experimentu validován s reálnými experimentálními daty. Během CFD výpočtů byly sledovány hydrodynamické parametry ovlivňující výtěžnost mikrořas. Konkrétně se jednalo o parametry: zvednutí plynu, rychlost plynu, turbulentní kinetická energie, poměr mrtvých zón, koeficient přestupu hmoty, mezifázové rozhraní a smykové napětí. Porovnán byl fotobioreaktor s míchadlem a s kolmými přepážkami. Při použití míchadla hydrodynamické parametry dosahovaly vyšších hodnot. Přepážky byly vyhodnoceny jako vhodnější pro mikrořasy citlivější na smykové napětí.
This master thesis focus on optimatization of flat-panel photobioreactor. The optimatization was performed using CFD models and Design of experiement. The CFD model used for the optimatizaion was before performing the experiment validated with real experiment data. Hydrodynamic parameters affecting microalgae yield were monitored during CFD calculations. They were: gas holdup, gas velocity, turbulent kinetic energy, dead zone ratio. interfacial area and shear stress.The photobioreactor with a stirrer and with vertical baffles, which were selected based on research, were compared. The higher values of hydrodynamic parameters were reached with a stirrer. Baffels were evaluated as more suitable for microalgae, which are more sensitive to shear stress.
This master thesis focus on optimatization of flat-panel photobioreactor. The optimatization was performed using CFD models and Design of experiement. The CFD model used for the optimatizaion was before performing the experiment validated with real experiment data. Hydrodynamic parameters affecting microalgae yield were monitored during CFD calculations. They were: gas holdup, gas velocity, turbulent kinetic energy, dead zone ratio. interfacial area and shear stress.The photobioreactor with a stirrer and with vertical baffles, which were selected based on research, were compared. The higher values of hydrodynamic parameters were reached with a stirrer. Baffels were evaluated as more suitable for microalgae, which are more sensitive to shear stress.
Description
Citation
HLAVÁČ, I. Optimalizace vnitřní geometrie deskového fotobioreaktoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (místopředseda)
prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Skryja, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Lošák, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-13
Defence
Student představil práci na téma Optimalizace vnitřní geometrie deskového fotobioreaktoru. Nejprve byly představeny cíle práce, princip kultivace řas a konkrétní zaměření práce. Popsány byly parametry ovlivňující růst mikrořas. Autor vysvětlil přístup k modelování, použité modely a důvody jejich výběru. Následně byly prezentovány výsledky CFD modelování a srovnány s experimentálními daty. Dále se autor věnoval popisu použitého typu experimentu a jeho samotného provedení. Vyhodnoceny byly rychlosti proudění plynu. Hlavním výstupem byly výsledky optimalizačních výpočtů, kdy byla konfigurace optimalizována z různých hledisek.
Otázky oponenta byly zodpovězeny uspokojivě
Komise položila následující doplňující otázky, které byly zodpovězeny uspokojivě:
V čem spočívala vlastní práce autora a které výsledky byly převzaty.
Co je primárním cílem optimalizace? V čem spočívá problém tzv. mrtvých zón?
Na základě čeho byla vyhodnocena vhodnost vytvořené sítě? Byly provedeny testy závislosti na síti? Na základě čeho byl zvolen časový krok?
Jaká je možná další volba proměnných pro optimalizační výpočet?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení