Témata bakalářských prací Studijní program: Strojírenství Energetika a procesní technika Akademický rok: 2015/2016 Vedoucí práce Témata bakalářských prací Míchání průmyslových suspenzí Procesní charakteristiky hydrodynamicky optimalizovaných míchadel Dispergační zařízení v technologii výroby moderních nátěrových systémů Zařízení pro hnětení a homogenizaci visko-elastických hmot Zařízení pro dopravu visko-elastických hmot doc. Ing. Radek Šulc, Ph.D. Vliv míchání na účinnost flokulace (zamluveno) Návrh modelového patra patrové kolony Ing. Karel Petera, Ph.D. CFD metody pro popis proudění ve fotobioreaktorech pro kultivaci řas Přestup tepla v proudu tekutiny Proudění v nádržích pro chov ryb Ing. Martin Dostál, Ph.D. Odparky, krystalizátory a přestup tepla při varu a míchání TO, TOIRT teplotní oscilace slouží k měření Vlastnosti látek Výpočty výměníků tepla Ing. Jan Skočilas, Ph.D. Sušení kostky cukru Reologie viskoelastické látky Ing. Jiří Moravec, Ph.D. Kapalinové ejektory v průmyslové praxi Procesní charakteristiky deskového výměníku tepla Ing. Lukáš Krátký, Ph.D. Stanovení velikosti částic drcených lignocelulózových materiálů Univerzální laboratorní jednotka pro hydrotermické zpracování suroviny Laboratorní perličkový mlýn Ing. Jaromír Štancl, Ph.D. Měření elektrické vodivosti kolagenu při plouživém toku Návrh a konstrukce dílčích celků reaktoru pro zpracování gastroodpadů z jídelen
Témata bakalářských prací Studijní program: Strojírenství Energetika a procesní technika Akademický rok: 2015/2016 Vedoucí práce Téma práce Míchání průmyslových suspenzí Na základě systematických modelových experimentů s průmyslovými suspenzemi bude provedena energetická optimalizace geometrické konfigurace zařízení (tvar nádoby, použití vestaveb, tvar a uspořádání míchadla) pro míchání a homogenizaci průmyslových suspenzí, např. suspenzí sádrovce a popílků. Práce bude finančně podpořena z vědecko-výzkumných projektů. Procesní charakteristiky hydrodynamicky optimalizovaných míchadel Práce bude zaměřena na experimentální stanovení základních procesních charakteristik (příkonová, homogenizační a suspendační charakteristiky) axiálních hydrodynamicky optimalizovaných míchadel. Experimenty budou vyhodnoceny ve tvaru bezrozměrných charakteristik umožňujících výpočet provozních parametrů geometricky podobných průmyslových míchacích zařízení. Práce bude finančně podpořena z vědecko-výzkumných projektů. Více podrobných informací o experimentálních metodách a vyhodnocení experimentů je možné nalézt v: Fořt, I., Jirout, T., Rieger, F., Allner, R., Sperling, R.: Study of the Blending Efficiency of Pitched Blade Impellers. Acta Polytechnica. 2001, vol. 41, no. 6, p. 7-13. ISSN 1210-2709. http://ctn.cvut.cz/ap/download.php?id=330 Jirout, T., Rieger, F.: Impeller design for mixing of suspensions. Chemical Engineering Research and Design. 2011, vol. 89, no. 7A, p. 1144-1151. ISSN 0263-8762. Dispergační zařízení v technologii výroby moderních nátěrových systémů Práce bude zaměřena na koncepční návrh průmyslového zařízení pro homogenizaci a dispergaci surovin v technologii výroby syntetických i vodou ředitelných nátěrových systémů. Při návrhu zařízení budou řešeny různé varianty zařízení využívající dostupné dispergační technologie, např. rychloběžní mechanická míchadla, míchadla stator-rotor, koloidní mlýny, ultrazvuk. Potřebné procesní parametry pro návrh zařízení budou pak získány z literární rešerše nebo z jednoduchých modelových experimentů. Práce bude finančně podpořena z vědecko-výzkumných projektů.
doc. Ing. Radek Šulc, Ph.D. (zadáno) doc. Ing. Radek Šulc, Ph.D. Ing. Jan Skočilas, Ph.D. Zařízení pro hnětení a homogenizaci visko-elastických hmot Práce bude zpracování variantního řešení konstrukce mísícího zařízení pro hnětení a homogenizaci visko-elastických látek, které se často vyskytují v potravinářském, gumárenském a stavebním průmyslu. Po zhodnocení variant z hlediska provozní spolehlivosti, energetické náročnosti a investičních nákladů včetně uvažování scale-up zařízení bude vybrána konečná varianta technického řešení zařízení. Závěrem bude zpracování konstrukce zařízení pro konkrétní výkonnost včetně základních pevnostních výpočtů a zpracování potřebné výkresové dokumentace. Práce bude finančně podpořena z vědecko-výzkumných projektů. konzultant: Ing. Jiří Moravec, Ph.D.; Ing. Lukáš Krátký, Ph.D. Zařízení pro dopravu visko-elastických hmot Práce bude zpracování variantního řešení konstrukce mísícího zařízení pro dopravu visko-elastických látek, které se často vyskytují v potravinářském, gumárenském a stavebním průmyslu. Po zhodnocení variant z hlediska provozní spolehlivosti, energetické náročnosti a investičních nákladů včetně uvažování scale-up zařízení bude vybrána konečná varianta technického řešení zařízení. Závěrem bude zpracování konstrukce zařízení pro konkrétní výkonnost včetně základních pevnostních výpočtů a zpracování potřebné výkresové dokumentace. Práce bude finančně podpořena z vědecko-výzkumných projektů. Vliv míchání na účinnost flokulace Flokulace je jednou z metod používaných při čištění odpadních vod. Cílem je vytvoření vloček, které snadno sedimentují. Experimentální práce. Hodnocení účinnosti flokulace pomocí měření zákalu. Měření účinnosti v závislosti na vybraných procesních parametrech (otáčky míchadla, doba flokulace, dávka flokulantu aj.). Vyhodnocení experimentálních dat. Návrh modelového patra patrové kolony Literární rešerše se zaměřením na výpočtové vztahy pro výpočet hydrodynamiky a přestupu hmoty pro vybrané typy pater. Konstrukční práce. Návrh modelového patra patrové kolony s vestavěným výměníkem tepla pro měření přestupu tepla a hmoty. Materiál plast. Návrh rozměrů, výkresová dokumentace, návrh měřících prvků. Sušení kostky cukru Ke správnému návrhu sušárny nejen potravinářského provozu je nejčastěji nutné experimentálně stanovit provozní parametry procesu sušení pro daný typ materiálu na modelové sušárně. Práce je zaměřená na studium sušícího procesu kostkového cukru
v konvektivní sušárně. Výsledkem práce budou provozní charakteristiky konvektivní sušárny a procesu sušení. Konkrétním výstupem budou sušící křivky pro různé teploty a rychlosti proudění sušícího vzduchu v komoře a různá geometrická uspořádání vzorku v sušící komoře. Z experimentálních dat bude jednoduchým modelem vyhodnocen efektivní difúzní koeficient přestupu hmoty. Ing. Jan Skočilas, Ph.D. Ing. Karel Petera, Ph.D. Ing. Karel Petera, Ph.D. Ing. Karel Petera, Ph.D. Ing. Martin Dostál, Ph.D. Reologie viskoelastické látky Identifikace tokových vlastností materiálu obzvláště s nenewtonských chováním, které se často vyskytuje u potravin, je klíčovým krokem předcházející návrhu zařízení určených pro transport těchto látek. Práce se zabývá měřením reologických vlastností kolagenní hmoty na vytlačovacím kapilárním reometru. Pro různé geometrie kapiláry a rychlosti deformace budou připraveným modelem vyhodnoceny koeficienty reologického modelu. Dále budou provedeny experimenty pro stanovení stlačitelnosti hmoty a vyhodnocen hmotnostní podíl vzduchových bublin ve vzorku. CFD metody pro popis proudění ve fotobioreaktorech pro kultivaci řas Stručná rešerše používaných typů fotobioreaktorů vhodných pro kultivaci řas. Popis různých režimů proudění v Coutte-Taylorově fotobioreaktoru. Srovnání metod CFD použitelných pro simulaci proudění v takovémto typu zařízení a vyhodnocení vhodnosti pro popis různých režimů proudění. Přestup tepla v proudu tekutiny Literární rešerše týkající přestupu tepla u proudu tekutiny dopadajícího na rovinnou desku. Případný vliv tangenciální složky na přestup tepla. Základní přístupy při modelování přestupu tepla v CFD výpočtech. Proudění v nádržích pro chov ryb Literární rešerše. Identifikace a zhodnocení významu základních faktorů ovlivňujících proudění, distribuci krmiva a chování ryb - umístění vtoku, odtoku, usazování, rychlost proudění atp. Možné přístupy při modelování pomocí CFD nástrojů. Odparky, krystalizátory a přestup tepla při varu a míchání Aparáty na zvyšování koncentrace roztoků odpařováním. Účel a konstrukce. Součinitel přestupu tepla při varu míchané vsádky homogenních látek, suspenzí. Zaměření (rešerše, výpočty, měření, stavba zařízení) a rozsah práce bude upraven na základě typu závěrečné práce.
Ing. Martin Dostál, Ph.D. Ing. Martin Dostál, Ph.D. Ing. Martin Dostál, Ph.D. Ing. Jiří Moravec, Ph.D. Ing. Jiří Moravec, Ph.D. Ing. Lukáš Krátký, Ph.D. TO, TOIRT teplotní oscilace slouží k měření Co všechno je možné zjistit o zařízení působením neustáleného tepelného toku? Měření vlastností látek, intenzity přestupu tepla s pomocí tepelných oscilací. Zaměření (rešerše, výpočty, měření, stavba zařízení) a rozsah práce bude upraven na základě typu závěrečné práce. Vlastnosti látek Jaké vlastnosti jsou potřeba pro návrh procesních zařízení? Jak je možné je zjistit? Principy měření vlastností látek (transportní, tepelné) potřebných pro návrhy procesních zařízení a konstrukce měřicích zařízení pro malou laboratoř. Zaměření (rešerše, výpočty, měření, stavba zařízení) a rozsah práce bude upraven na základě typu závěrečné práce. Výpočty výměníků tepla Jak se navrhují výměníky tepla? Jaké existují komerční a nekomerční alternativy programů pro výpočty výměníků tepla? Přehled, popis a příklady použití. Zaměření (rešerše, výpočty, měření, stavba zařízení) a rozsah práce bude upraven na základě typu závěrečné práce. Kapalinové ejektory v průmyslové praxi Seznamte se s principem funkce ejektoru a jeho základních částí. Uveďte výpočtů kapalinou hnaných ejektorů. Proveďte základní příklady průmyslového využití ejektorů s kapalným hnacím médiem. Zpracujte rešerši na téma návrhových návrhových výpočtů kapalinou hnaných ejektorů. Proveďte základní návrhový výpočet ejektoru odparky dle připraveného zadání a zpracujte pro odsávání kondenzátu z návrhové konstrukční výkresy jednotlivých částí ejektoru. Procesní charakteristiky deskového výměníku tepla Zpracujte rešerši zaměřenou na deskové výměníky tepla s ohledem na jejich procesní a konstrukční návrh a ověřování jejich procesních charakteristik. Navrhněte metodiku měření hydraulických a tepelných parametrů deskových výměníků tepla. Na experimentální trati proměřte a stanovte hydraulické a tepelné parametry daného deskového výměníku tepla. Stanovení velikosti částic drcených lignocelulózových materiálů Teoretická část práce se zabývá možnosti frakční analýzy a metodami stanovení velikosti částic lignocelulózových materiálů. Experimentální část práce se pak zaměří na porovnání přesnosti jednotlivých metod z hlediska stanovení frakčního rozložení velikosti částic u vybraných vzorků dezintegrovaného materiálu.
Ing. Lukáš Krátký, Ph.D. Ing. Lukáš Krátký, Ph.D. Ing. Jaromír Štancl, Ph.D. Ing. Jaromír Štancl, Ph.D. Univerzální laboratorní jednotka pro hydrotermické zpracování suroviny Navrhněte technologické uspořádání univerzální jednotky pro hydrotermickou předúpravu suroviny (termická, termicko-expanzní, parní expanze) v laboratorním měřítku. Při návrhu uvažujte šaržovité zpracování materiálu o objemu 1 l, maximální teplotu zpracování 200 C a tlak 4,0 MPa. Jednotka bude vybavena demontovatelným míchacím systémem. Proveďte potřebné bilanční a pevnostní výpočty, a vypracujte konstrukční dokumentaci k jednotce. Laboratorní perličkový mlýn Navrhněte konstrukci perličkového mlýnu, který bude sloužit k dezintegraci buněčných stěn vodních řas. Při návrhu respektujte šaržovité zpracování vsádky o objemu max. 0,5l. Proveďte základní testovací experimenty jednotky. Měření elektrické vodivosti kolagenu při plouživém toku Cílem práce je seznámit se s postupy měření elektrické vodivosti potravinářských látek formou zpracování literární rešerše zaměřenou na způsoby měření elektrické vodivosti různých látek. Na základě získaných poznatků experimentálně určit elektrickou vodivost kolagenu při plouživém toku. K měření se využije stávající aparaturu na pracovišti VÚPP Praha. konzultant: prof.ing. Rudolf Žitný, CSc.; Ing. Aleš Landfeld (VÚPP) Návrh a konstrukce dílčích celků reaktoru pro zpracování gastroodpadů z jídelen Cílem této práce je rozpracování a konstrukční řešení vybraných konstrukčních uzlů reaktoru pro zpracování gastroodpadů z jídelen veřejného stravování. Jedná se zejména o příjem a předúpravu vstupní suroviny (drtič), homogenizace vsádky, přepouštění vsádky mezi příjmovou a procesní částí reaktoru, zabezpečení proti úniku pachů z reaktoru. Výstupem bude výkresová dokumentace těchto konstrukčních uzlů. konzultant: Ing. David Dytrich (Trigad s.r.o.)