Number of found documents: 1471
Published from to

Mikrosenzory plynů založené na samouspořádaných 3D nanovrstvách oxidů kovů
Pytlíček, Zdeněk; Husák, Miroslav; Kolařík, Vladimír; Prášek, Jan
2017 - Czech
Tato disertační práce se zabývá vývojem a výrobou mikrosenzorů plynů s využitím nové trojrozměrné (3D) nanostrukturované polovodivé vrstvy z oxidů kovů, která efektivně využívá výhod anorganických materiálů připravených snadno dostupnými elektrochemickými výrobními technikami bez použití litografie. Citlivá vrstva je vytvořena anodizací kovové dvojvrstvy Al/Nb naprášené na SiO2/Si substrátu skrze masku z porézní anodizované aluminy. Běžně se skládá z 200 nm tlusté vrstvy NbO2 propojující pole k ní kolmo orientovaných a prostorově oddělených Nb2O5 nanosloupků o šířce 50 nm, délce až 900 nm a celkovým počtem přibližně 8109 sloupkůcm-2. Nanosloupky fungují jako polovodivé nanokanálky jejichž rezistivita je vysoce citlivá na reakce probíhající na povrchu a rozhraní vrstvy. V rámci nového uspořádání senzoru byly na povrchu pole nanosloupků připraveny Pt nebo Au strukturované elektrody realizované pomocí běžných mikrotechnologických nebo elektrochemických depozičních technik, následované selektivním odleptáním vrstvy aluminy. Pro charakterizaci detekčních schopností byla struktura senzoru upevněna do standardního pouzdra TO-8 a elektricky propojena s využitím techniky drátového kontaktování. Elektrické charakterizace 3D nanovrstvy z oxidů niobu odhalily asymetrickou závislost vodivosti způsobenou Schottkyho bariérou vzniklou na rozhraní Pt/Nb2O5 nebo Au/Nb2O5. Při detekci vodíku a amoniaku byl zkoumán vliv struktury a složení citlivé vrstvy na elektrické a detekční schopnosti se zaměřením na citlivost, selektivitu, detekční limity a rychlost odezvy/zotavení. Rychlá a intenzivní odezva na H2 potvrdila potenciál využití 3D nanovrstvy z oxidů niobu jako citlivé vrstvy pro senzorické aplikace. Na počítači provedené mikrofluidní simulace difuze plynů do 3D nanovrstvy předpovídají možnost značného zlepšení detekčních schopností použitím perforované horní elektrody, a to optimalizací morfologie vrstvy, úpravou krystalické struktury a vhodnou úpravou návrhu elektrody. Předběžné experimenty prokázaly, že i další 3D nanovrstvy připravené z kovových dvojvrstev jako Al/W mají vysokou perspektivu při využití v pokročilých senzorických aplikacích. Techniky a materiály využité v této práci jsou vhodné pro vývoj technologicky jednoduchého, ekonomického a pro životní prostředí ohleduplného řešení mikro- a nanozařízení, kde použití definovaných nanokanálků pro nosiče náboje a povrchové reakce může přinést značné výhody. This dissertation concerns the development, fabrication and integration in a gas sensing microdevice of a novel 3-dimensional (3D) nanostructured metal-oxide semiconducting film that effectively merges the benefits of inorganic nanomaterials with the simplicity offered by non-lithographic electrochemistry-based preparation techniques. The film is synthesized via the porous-anodic-alumina-assisted anodizing of an Al/Nb metal bilayer sputter-deposited on a SiO2/Si substrate and is basically composed of a 200 nm thick NbO2 layer holding an array of upright-standing spatially separated Nb2O5 nanocolumns, being 50 nm wide, up to 900 nm long and of 8109 cm2 population density. The nanocolumns work as semiconducting nano-channels, whose resistivity is greatly impacted by the surface and interface reactions. Either Pt or Au patterned electrodes are prepared on the top of the nanocolumn array using an innovative sensor design realized by means of microfabrication technology or via a direct original point electrodeposition technique, followed by selective dissolution of the alumina overlayer. For gas-sensing tests the film is mounted on a standard TO-8 package using the wire-bonding technique. Electrical characterization of the 3D niobium-oxide nanofilm reveals asymmetric electron transport properties due to a Schottky barrier that forms at the Au/Nb2O5 or Pt/Nb2O5 interface. Effects of the active film morphology, structure and composition on the electrical and gas-sensing performance focusing on sensitivity, selectivity, detection limits and response/recovery rates are explored in experimental detection of hydrogen gas and ammonia. The fast and intensive response to H2 confirms the potential of the 3D niobium-oxide nanofilm as highly appropriate active layer for sensing application. A computer-aided microfluidics simulation of gas diffusion in the 3D nanofilm predicts a possibility to substantially improve the gas-sensing performance through the formation of a perforated top electrode, optimizing the film morphology, altering the crystal structure and by introducing certain innovations in the electrode design. Preliminary experiments show that a 3D nanofilm synthesized from an alternative Al/W metal bilayer is another promising candidate for advanced sensor applications. The techniques and materials employed in this work are advantageous for developing technically simple, cost-effective and environmentally friendly solutions for practical micro- and nanodevices, where the well-defined nano-channels for charge carriers and surface reactions may bring unprecedented benefits. Keywords: Anodizace; porézní anodizovaná alumina; polovodivé oxidy kovů; Nb2O5; 3D nanovrstva; senzor plynů; mikroobrábění; modelování; mikrofluidika; vodík; Anodizing; Porous Anodic Alumina; Semiconductor Metal Oxides; Nb2O5; 3D Nanofilm; Gas Sensor; Microfabrication; Modeling; Microfluidics; Hydrogen Available in a digital repository NRGL
Mikrosenzory plynů založené na samouspořádaných 3D nanovrstvách oxidů kovů

Tato disertační práce se zabývá vývojem a výrobou mikrosenzorů plynů s využitím nové trojrozměrné (3D) nanostrukturované polovodivé vrstvy z oxidů kovů, která efektivně využívá výhod anorganických ...

Pytlíček, Zdeněk; Husák, Miroslav; Kolařík, Vladimír; Prášek, Jan
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Modelování vibrací pohonných jednotek aplikací virtuálních prototypů
Prokop, Aleš; Bauer, František; Dundálek, Radim; Novotný, Pavel
2017 - Czech
Tato práce se zabývá problematikou snižování vibrací pohonných jednotek se zaměřením na převodová ústrojí. Tyto celky v závislosti na účelu užití sestávají z velkého množství tvarově složitých komponent vyžadujících pro bezproblémový a tichý chod souhru několika vlastností, jež je nutné stanovit už při konstrukčním návrhu. Mezi nejvýznamnější patří například správně navržený tvar ozubení a s ním související předepsaná přesnost výroby. Z podstaty funkce a účelu užití převodových ústrojí vyplývá poměrně široký rozsah provozních otáček a přenášených zatížení, které v kombinaci s nevhodně zvoleným parametrem řetězce mohou způsobovat řadu problémů. Mezi nejvýznamnější patří vznik vibrací při záběru ozubení a s nimi související hluk, přičemž existuje více mechanizmů vzniku těchto kmitání. I při užití nejmodernějších trendů v oblasti vývoje ozubení, kdy je jejich tvar uzpůsobován a vyvíjen přímo pro daný rozsah zatížení, nelze vznik výše uvedených nerovnoměrností chodu zcela omezit, proto je nutné již při návrhu zároveň přistoupit k eliminaci přenosových cest, jimiž se vibrace šíří na další součásti, do uložení či na povrch struktur. Člověk vnímá tento děj v podobě vibrací a hluku, či změnou teploty v okolí. Se zvyšující se úrovní komfortu a množstvím dopravních prostředků je snahou snížení vibrací a hluku strojních součástí, převodovek nevyjímaje. K posouzení správnosti navržené převodovky se využívají především technické experimenty, které však jsou značně časově a finančně náročné. Z tohoto důvodu je nutné vyvinout postup, jenž využívá jak numerických simulací, tak i experimentálního přístupu, avšak spojuje klady obou přístupů, zejména časovou a finanční úsporu a porovnatelnost výsledků. Za tímto účelem je navržen a fyzicky vyhotoven experimentální stav spolu s jednostupňovou převodovkou umožňující variabilní uspořádání z hlediska změny převodového poměru. Převodovka je podrobena jak numerickým simulacím různé úrovně složitosti, tak i technickému experimentu. Dále je vytvořen univerzální virtuální prototyp v Multibody systému ADAMS, který zohledňuje vliv několika klíčových parametrů z hlediska správné funkce, jako je osová vzdálenost ozubených kol, boční vůle v ozubení, tuhost záběru ozubení, tuhost uložení hřídelů (ložisek) a modální vlastnosti hřídelů a skříně převodovky. V neposlední řadě je zde zakomponován i vliv nevývahy či nerovnoměrnosti otáček vstupního hřídele. Poslední část práce je věnována stručnému popisu aplikace popsané metodiky modelování vibrací na traktorovou převodovku. This work deals with the matter of powertrain vibration reduction, focusing on the transmission. These units, depending on the purpose of utilization, consist of a high number of dimensionally complex components. These need to possess features, selected already in the design phase, which would guarantee smooth and quiet operation. A properly designed tooth profile and the related specified accuracy of manufacturing are one of the most important features. The basic function and the purpose of transmissions application indicate a relatively wide range of operating speeds and transmitted loads. Moreover, combination of both loading with improperly designed string’s parameter can cause a number of various problems. The vibration initiation with related noise from gear mesh belong to the most significant sources of issues. There are multiple mechanisms of oscillation initiation. Even when using the latest trends in the development of teeth, when their shape is upgraded and developed to meet specifically given load range, the above mentioned irregularity of transferred torque cannot be completely eliminated. Therefore, it is necessary, already in the design phase, to eliminate the transmission paths by which are vibrations transmitting to other components. People perceive this action in the form of vibration, noise, or temperature change in the surroundings. With the increasing comfort levels and number of produced vehicles the reduction of vibration and noise of machinery parts becomes stricter, including gears. The experimental approach is primarily used to assess the accuracy of designed gearboxes, but it is a very expensive and a time consuming method. Therefore, it is necessary to develop a process that utilizes both numerical simulation and experimental approach but also combines the advantages of both, particularly time and cost savings and comparability of results. For this purpose, the experimental gearbox is designed and manufactured including the single-stage gear enabling variable configurations in terms of the ratio change. The gearbox is subjected to numerical simulation of different complexity levels, as well as technical experiment. Furthermore, the universal virtual prototype in Multi-Body System ADAMS is created, which reflects the impact of several key parameters for proper functionality, such as axial distance, backlash, gear mesh stiffness, shaft mounting stiffness (bearings) and modal properties of the shafts and gearbox housing. Last but not least, the impact of imbalance or irregularity of input shaft speed is incorporated. The last part focuses on a brief description of the application of the presented methodology – modelling of vibrations on the tractor gearbox. Keywords: Vibrace; hluk; převodovka; multibody simulace; metoda konečných prvků; řinčení; zubová vůle; normálová rychlost povrchu; Vibration; noise; gearbox; multi-body simulation; finite element method; rattle; backlash; surface normal velocity Available in a digital repository NRGL
Modelování vibrací pohonných jednotek aplikací virtuálních prototypů

Tato práce se zabývá problematikou snižování vibrací pohonných jednotek se zaměřením na převodová ústrojí. Tyto celky v závislosti na účelu užití sestávají z velkého množství tvarově složitých ...

Prokop, Aleš; Bauer, František; Dundálek, Radim; Novotný, Pavel
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Segregace ve slitinách železa při odlévání těžkých odlitků
Pernica, Vítězslav; Čech, Jan; Vodárek, Vlastimil; Havlíček,, František; Šenberger, Jaroslav
2017 - Czech
Předložená dizertační práce se věnuje oblasti výroby masivních odlitků, u kterých jsou vzhledem k dlouhé době tuhnutí ovlivněny výsledné vlastnosti materiálu. Během dlouhé doby tuhnutí většinou dochází k segregaci příměsí v oceli, která způsobuje řadu metalurgických vad. Práce měla za cíl sledovat jevy makrosegregace ve stěně masivního experimentálního odlitku, resp. části skutečného supertěžkého odlitku určeného pro cementářské pece (hmotnost 210t). Ocelový odlitek pro výzkum byl vyroben ve slévárně VHM, a.s., která daný sortiment odlitků stále produkuje. Dodaný výřez odlitku byl dále rozdělen na menší části pro bližší zkoumání. Z šetření vyplynuly informace o makrostruktuře odlitku a také o chemické heterogenitě vybraných prvků ve stěně odlitku. Heterogenitu vybraných prvků (C, Mn Si, Cr, S, P) přehledně zobrazují vytvořené vizuální koncentrační mapy. Na základě experimentálních dat byly naměřené výsledky segregací konfrontovány s výsledky modelování segregací komerčním simulačním softwarem ProCAST. Z toho vyplynulo, že predikce makrosegregací v odlitku není v souladu se skutečností. V závěru je krátké porovnání výsledků z experimentálního odlitku s dříve vyráběnými odlitky stejného typu a jsou provedeny interpretace výsledků shrnující zjištěný rozsah makrosegregací zkoumaného vzorku. This thesis is dedicated to the field of manufacture of heavy steel castings with resulting properties which are influenced by long solidification time. During the long solidification time a segregation process of additives in the steel occurs which results in numerous metallurgical defects. The work was intended to observe the macrosegregation effects in the wall of a heavy experimental steel casting respectively a part of a real superheavy casting intended for cement furnaces (weight 210 t). The steel casting for the research was manufactured in the joint-stock company of VHM where such heavy castings are commonly produced for the market. The supplied piece of the steel casting was cut into the smaller pieces for the better examination. The examination resulted in information about the casting macrostructure and chemical heterogeneity of chosen elements in the casting wall. The heterogeneity of the chosen elements (C, Mn, Si, Cr, S, P) is clearly shown in the worked out visual concentration maps. Based on the experimental data the measured results of segregations were confronted with the results of segregation modelling with the use of the commercial simulation software ProCAST. It resulted in the conclusion that the prediction of segregations is not in accordance with the reality. Furthermore, the results from the experimental casting are shortly compared with previously manufactured castings of the same type and the results summarizing the found range of macrosegregations of the tested sample are interpreted in the work conclusion. Keywords: Masivní ocelový odlitek; tuhnutí; makrosegregace; numerická simulace; Massive steel casting; solidification; macrosegregation; numerical simulation Available in a digital repository NRGL
Segregace ve slitinách železa při odlévání těžkých odlitků

Předložená dizertační práce se věnuje oblasti výroby masivních odlitků, u kterých jsou vzhledem k dlouhé době tuhnutí ovlivněny výsledné vlastnosti materiálu. Během dlouhé doby tuhnutí většinou ...

Pernica, Vítězslav; Čech, Jan; Vodárek, Vlastimil; Havlíček,, František; Šenberger, Jaroslav
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Diagnostika výkonového měniče za chodu
Knobloch, Jan; Chlebiš,, Petr; Drábek,, Pavel; Klíma, Bohumil
2017 - Czech
Dizertační práce se zabývá problematikou predikce havárie výkonového tranzistoru IGBT v~pulzním měniči na základě měřitelných změn vybraných parametrů (tzv. trendových veličin) vlivem procesu degradace tranzistoru během doby životnosti. V~dizertační práci je nejprve shrnut současný stav této problematiky. Následuje popis navrženého a zkonstruovaného automatizovaného měřicího pracoviště umožňujícího sledování a záznam přepínacích dějů během zrychleného stárnutí tranzistoru. Dále je popsána problematika vysokofrekvenčního snímání průběhů elektrických veličin během spínání výkonového tranzistoru. Zvláště je rozebrána problematika snímání proudu a je zvoleno nejvhodnější čidlo. Data nasnímaná realizovanou měřicí a záznamovou aparaturou posloužila k~identifikaci potenciálních trendových veličin umožňujících predikci poruchy. Přitom bylo třeba rozlišovat závislost trendových veličin na stárnutí a na parazitních vlivech (proud, teplota, napětí). Nakonec je provedeno zhodnocení trendových veličin, přičemž se ukazuje jejich nepříliš výrazná změna v~průběhu zrychleného stárnutí, což komplikuje praktickou implementaci za účelem predikce poruchy. This doctoral thesis focuses on the problems of IGBT failure prediction in pulse converters using measurable changes of selected parameters (so--called trending variables) being influenced of transistor degradation during aging. Firstly the state--of--the--art in this field is presented in the dizertation. The description of designed and constructed automated measurement stand follows, enabling monitoring and recording of switching processes during accelerated aging. Further the problems of high--bandwidth measurement of electrical quantities during IGBT switching are described. Especially the problems of current sensing are analyzed and the most suitable sensor is selected. The data recorded using the developed apparatus served to identify potential trending variables allowing the failure prediction. Here the dependence of trending variables on aging and on parasitic influences (current, temperature, voltage) had to be distinguished. Finally the evaluation of trending variables is performed. Their insignificant sensitivity on accelerated aging is shown which complicates their practical implementation for the purpose of failure prediction. Keywords: IGBT; spolehlivost; predikce havárie; provozní diagnostika; trendová veličina; měření proudu; automatizované měření; IGBT; reliability; failure prediction; online diagnostics; trending variable; current measurement; automated measurement Available in a digital repository NRGL
Diagnostika výkonového měniče za chodu

Dizertační práce se zabývá problematikou predikce havárie výkonového tranzistoru IGBT v~pulzním měniči na základě měřitelných změn vybraných parametrů (tzv. trendových veličin) vlivem procesu ...

Knobloch, Jan; Chlebiš,, Petr; Drábek,, Pavel; Klíma, Bohumil
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Technologie přípravy hlubokých struktur v submikronovém rozlišení
Matějka, Milan; Kuřitka,, Ivo; Mgr. Petr Klapetek Ph.D; Kolařík, Vladimír
2017 - Czech
Disertační práce je zaměřena na výzkum a vývoj v oblasti vytváření mikrostruktur technologií elektronové litografie. V úvodní části je provedena rozsáhlá studie technologie elektronové litografie z pohledu fyzikálních principů, strategie zápisu a záznamových materiálů. Následuje popis fyzikálního principu metod leptání pro přenos reliéfních struktur do podložek nebo jejich prohlubování. Vlastní práce se zabývá inovativními postupy při modelování, simulaci, datové přípravě a optimalizaci technologických postupů. Přináší nové možnosti záznamu hlubokých binárních i víceúrovňových mikrostruktur pomocí elektronové litografie a metod plazmatického a reaktivního iontové leptání. Zkušenosti a znalosti z oblastí mikrolitografie a plazmatického i mokrého anizotropního leptání křemíku byly zužitkovány při návrhu procesu výroby nano strukturovaných membrán. Následovalo praktické ověření a optimalizace realizačního procesu přípravy těchto membrán The dissertation thesis is focused on research and development in the field of microfabrication by the technology of electron beam lithography. In the first part of this work, the extensive study is conducted in the field of technology of electron beam lithography in terms of physical principles, writing strategies and resist materials. This is followed with description of physical principles of etching for the transfer of relief structures into substrates. The thesis describes innovative techniques in modelling, simulation, data preparation and optimization of manufacturing technology. It brings new possibilities to record deep binary or multilevel microstructures using electron beam lithography, plasma and reactive ion etching technology. Experience and knowledge in the large area of microlithography, plasma and anisotropic wet-etching of silicon have been capitalized to the design process of manufacturing of nano-patterned membranes. It was followed with practical verification and optimization of the microfabrication process. Keywords: Elektronová litografie (EBL); 3D litografie; mikro¬technologie; mikro¬výroba; mikro-struktury; MEMS; datová příprava; simulace jevu blízkosti (PES); korekce jevu blízkosti (PEC); leptání křemíku; plasmatické procesy; Electron beam lithography (EBL); 3D lithography; microtechnology; microfabrication; microstructures; MEMS; data preparation; proximity effect simulation (PES); proximity effect correction (PEC); silicon etching; plasma processes Available in a digital repository NRGL
Technologie přípravy hlubokých struktur v submikronovém rozlišení

Disertační práce je zaměřena na výzkum a vývoj v oblasti vytváření mikrostruktur technologií elektronové litografie. V úvodní části je provedena rozsáhlá studie technologie elektronové litografie z ...

Matějka, Milan; Kuřitka,, Ivo; Mgr. Petr Klapetek Ph.D; Kolařík, Vladimír
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Reaktivní zpracování polypropylénu
Matláková, Jana; Žídek, Jan; Lehocký, Marián; Kučera, František
2017 - Czech
Literární část popisuje princip radikálově iniciovaného roubování a vliv jednotlivých parametrů na průběh roubování. Rešerše shrnuje nejnovější poznatky v oblasti reaktivní modifikaci polypropylénu (PP), především je zaměřena na modifikaci PP pomocí anhydridů nenasycených kyselin. Teoretická část popisuje různé postupy a modifikace technologií za účelem zvýšení výtěžnosti roubování maleinanhydridu (MAH) na PP. Experimentální část je založena na pozorování vlivu koncentrace stabilizátorů, struktury peroxidů a kombinace monomerů na průběh a výtěžnost roubování PP. V první části byla stanovena kritická koncentrace stabilizátoru na základě experimentálně získané závislosti výtěžnosti roubování PP pomocí MAH na koncentraci stabilizátorů. Kinetické schéma roubování MAH na PP v přítomnosti stabilizátorů bylo navrženo a porovnáno s experimentálními výsledky. Vliv stabilizátorů na rozsah nežádoucího b-štěpení PP byl posouzen na základě indexu toku taveniny (MFR) a reologických křivek PP-g -MAH. V druhé části byl sledován vliv struktury peroxidu a koncentrace jednotlivých reaktantů na výtěžnost roubování MAH a anhydridu kyseliny itakonové (IAH) na PP. Počáteční rychlost roubování Rg byla experimentálně stanovena a následně porovnána s teoreticky vymezenou oblastí hodnot Rg. Rozsah b-štěpení PP byl výrazně ovlivněn strukturou a koncentrací peroxidu, jak ukázaly výsledky MFR a reologické křivky PP-g-MAH. Poslední část je zaměřena na posouzení kombinace MAH a IAH jako komonomerů na konverzi roubování. Nejprve byly roztokovou homopolymerací MAH, IAH a kopolymerací MAH a IAH připraveny referenční polymery. Referenční polymery byly analyzovány FTIR, DSC, WAXS za účelem potvrzení pravděpodobné kopolymerace MAH a IAH. Simulací blokové polymerace MAH, IAH a směsi MAH a IAH "in situ" v isotermickém kalorimetru byla sledována závislost reakční entalpie na čase. Následně byl modifikován PP kombinací MAH a IAH jako komonomerů za účelem posouzení vlivu na výtěžnost roubování. The theoretical part describes the principles of the free-radical induced grafting and the influence of various parameters on the reactions course. The literature research summarizes the latest knowledge in the field of the reactive modification of polypropylene (PP), it is mainly focused on the PP modification using an unsaturated acid anhydrides. Theoretical part describes the various procedures and modification of technology in order to increase the grafting yield of maleation. The experimental part is determined by the influence of the stabilizers concentration, the peroxide structure, and the binary mixture of monomers on the grafting yield and the reaction course. In the first part, the critical stabilizers concentration was determined based on the experimentally obtained relationship between the grafting yield and the stabilizers concentration. A kinetic schema of grafting of MAH onto PP in the presence of stabilizers has been proposed and compared with the experimental results. The effect of the stabilizers on the extent of the undesirable b-scission was evaluated based on the melt flow rate (MFR) and the rheological curves of PP-g-MAH. In the second part, the effect of the peroxide structure and the concentration of reactants on the grafting yield of PP modification with MAH and itaconic anhydride (IAH) was observed. The initial grafting yield Rg has been experimentally determined and compared with a defined area of theoretical values of Rg. The extent of b-scission was significantly influenced by the structure and the concentration of peroxide, as shown by the results of MFR and the rheological curves of PP-g-MAH. The last part of the doctoral thesis is focused on the assessment of the combination of MAH and IAH as comonomers on the grafting yield. At first, the reference polymers were prepared using the solution polymerization of MAH, and IAH, and copolymerization of MAH with IAH. The reference polymers were analyzed by FTIR, DSC, WAXS to confirm the probable copolymerization of MAH and IAH. The dependence of the reaction enthalpy on the reaction time was observed using simulations of bulk polymerization of MAH, IAH and mixtures MAH and IAH "in situ" in isothermal calorimeter. PP was subsequently modified with a combination of MAH and IAH as comonomers in order to assess its effect on the grafting yield Keywords: radikálové roubování; polypropylén; maleinanhydrid; anhydrid kyseliny itakonové; stabilizace; radical grafting; polypropylene; maleic anhydride; itaconic anhydride; stabilization Available in a digital repository NRGL
Reaktivní zpracování polypropylénu

Literární část popisuje princip radikálově iniciovaného roubování a vliv jednotlivých parametrů na průběh roubování. Rešerše shrnuje nejnovější poznatky v oblasti reaktivní modifikaci polypropylénu ...

Matláková, Jana; Žídek, Jan; Lehocký, Marián; Kučera, František
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Vliv inertních plynů na charakteristické parametry spalování
Hudák, Igor; Jegla, Zdeněk; Odstrčil, Miloslav; Hájek, Jiří
2017 - Czech
Dizertační práce se zabývá výzkumem vlivu inertních plynů obsažených v alternativních plynných palivech na parametry spalovacího procesu. Mezi tato paliva patří například generátorový plyn, koksárenský plyn anebo bioplyn. Jejich energetický potenciál zůstával dlouhou dobu nevyužit, protože se z části jednalo o odpadní plyny. V porovnání s ušlechtilým palivem jako je zemní plyn se tyto plyny vyznačují rozdílnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, zejména nižší výhřevností. Na základě podmínek, které panovaly při jejich vzniku, se jejich složení může v průběhu produkce měnit. Nižší výhřevnost je dána především přítomností inertních plynů, které se přímo nezúčastňují spalování, a teplo spíše odebírají. Za určitých podmínek je tento typ paliva možné spalovat na standardních typech hořáků, ale i tak jejich provoz nemusí být zdaleka bezproblémový. Pro dosažení požadovaného výkonu jako s ušlechtilými palivy je nutné hořákem protlačit mnohem větší množství nízko-výhřevného paliva, což geometrie hořáku nemusí umožnit. Po nezbytném teoretickém úvodu, kde je zhodnocena současná situace v oblasti výzkumu plynných nízko-výhřevných paliv a přidávání inertních plynů do ušlechtilého paliva se práce věnuje problematice tvorby emisí oxidu dusíku (NOx) a shrnuje technologické postupy aplikovatelné na procesních hořácích pro potlačení jejich tvorby. Dále jsou kategorizována paliva z různých alternativních zdrojů, včetně popisu jejich složení a jejich vlastností. V souvislosti s těmito palivy byla vytvořena simulace spalování v bilančním software a byl proveden výpočet fyzikálně-chemických vlastností. Součástí práce je návrh a konstrukce dvou zařízení. Jedním z nich je experimentální směšovací stanice pro přípravu nízko-výhřevných paliv umožňující připravit palivo ze 4 různých plynů. Druhým produktem je hořák na nízko-výhřevná paliva. Nedílnou součástí práce je popis přípravy a vyhodnocení experimentálního měření. V průběhu experimentu byly do zemního plynu postupně přimíchány oxid uhličitý a dusík. Tyto plyny dokázaly snížit výhřevnost paliva až na hodnotu 10,7 MJ/mN3. Postupně byl vyhodnocen vliv inertních plynů na emise NOx, stabilitu a charakteristické vlastnosti plamene, teplotu spalin, teploty v plamenu v horizontální rovině spalovací komory a v neposlední řadě také na tepelné toky do stěny spalovací komory a termickou účinnost. Všechny zmíněné parametry byly postupně vyhodnoceny na třech typech hořáků: hořák se stupňovitým přívodem paliva, hořák se stupňovitým přívodem spalovacího vzduchu a speciálně navržený hořák na nízko-výhřevná paliva. Obecný trend byl takový, že po přidání inertního plynu do paliva dochází ke snížení teplot v plamenu a v důsledku toho i ke snížení koncentrace emisí NOx ve spalinách. Největšího snížení NOx bylo dosaženo po přidání oxidu uhličitého, přidávání dusíku mělo efekt méně výrazný. Ve velké míře však také záleží na konstrukci hořáku. Ve většině případů došlo po přidání inertního plynu do paliva ke zkrácení plamene, s čímž korespondovaly také zjištěné hodnoty tepelných toků, kdy více tepla z horkých spalin bylo do stěn komory přeneseno blíže k hořáku. The dissertation thesis is focused on the investigation of the influence of inert gases on characteristic parameters of the combustion process. Inert gases are usually standard components of alternative gaseous fuels such as the producer gas, coal gas or biogas. For a long period some of the fuels were considered as waste gases and their potential was not sufficiently utilised. Compared with noble fuels such as natural gas, alternative fuels have different physical-chemical properties. For example, their lower heating value (LHV) can be lower even than 10 MJ/mN3. The composition of the alternative gaseous fuels can be various during their production process. Lower LHV is a result of the occurrence of inert gases that does not take a part in the combustion reactions. Inert gases have the ability to accumulate the heat. Under certain conditions it is possible to combust alternative fuels on conventional burners, but due to their different properties, problems can occur during the combustion. E.g. to achieve the same heat output as with the noble fuel, it is necessary to burn bigger volume of the alternative fuel. However, the limiting factor could be the burner's head geometry. Theoretical introduction of the thesis summarizes research results in the field of low calorific gaseous fuels combustion and the addition of inert gases into the noble fuels. The thesis also describes the mechanisms of the NOx formation and summarizes techniques which can be used to reduce NOx formation. Furthermore, fuels from alternative sources are categorized and described, including their composition and characteristics. Their physical-chemical properties were obtained by means of the combustion simulation carried out in the simulation software. Two devices had to be designed and manufactured to fulfil goals of the dissertation thesis. The first is a gas mixing station capable of mixing 4 different components. The second device is a burner utilized for the combustion of low calorific fuels. The key section of this thesis is a chapter describing the experimental plan, the performance and the evaluation of the experiments. The goal of the experiments was to dilute the natural gas by two inert gases, namely carbon dioxide and nitrogen. The lowest LHV value achieved during the experiment was 10,7 MJ/mN3. The influence of the inert gases on the NOx emissions, the flame stability and characteristics, the flue gas temperature, the in-flame temperatures, the heat flux and the thermal efficiency was investigated and evaluated. Each parameter was measured and evaluated for three different burners: the burner with the staged gas, the burner with the staged air and the burner for low calorific fuels. Generally, after the addition of the inert gas into the noble fuel, the in-flame temperatures decreased. As a consequence, the NOx emissions decreased as well. The effects of carbon dioxide on the investigated combustion parameters were more substantial than the effects of nitrogen. Each measured parameter is strongly dependent on the burner geometry. The experiments revealed that in most cases the addition of the inert gas into the fuel influenced the flame length (flame shortened) and also more heat was transfered into the chamber's walls closer to the burner tile. Keywords: spalování; nízko-výhřevná paliva; chudá paliva; alternativní paliva; inertní plyny; vlastnosti plamene; combustion; low-calorific fuels; lean fuels; alternative fuels; inert gases; flame characteristics Available in a digital repository NRGL
Vliv inertních plynů na charakteristické parametry spalování

Dizertační práce se zabývá výzkumem vlivu inertních plynů obsažených v alternativních plynných palivech na parametry spalovacího procesu. Mezi tato paliva patří například generátorový plyn, ...

Hudák, Igor; Jegla, Zdeněk; Odstrčil, Miloslav; Hájek, Jiří
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Analýza interakcí v odpadovém hospodářství
Szásziová, Lenka; Hájek, Jiří; Hrabec,, Dušan; Stehlík, Petr
2017 - Czech
Dizertační práce se zabývá aplikací simulačních, prognostických a optimalizačních metod v oblasti odpadového hospodářství. V úvodu práce je popsán současný stav a výhled v oblasti odpadového hospodářství v ČR. Následující kapitola se zabývá analýzou dostupné datové základny v oblasti odpadového hospodářství v ČR, se zaměřením na její specifika a problémy, jako je např. rozdílná dostupnost prostorově a hierarchicky uspořádaných, nestejnorodých vstupních dat. Jádrem práce je pak výpočtový nástroj, pojmenovaný Justine, který představuje bilanční systém, zajišťující soulad hodnot pro jednotková a agregovaná data, z pohledu jejich složení a distribuce ve sledovaném území a čase. Vývoj nástroje byl motivován nutností predikovat produkci a složení jednotlivých typů odpadu. Aplikace konceptu je ukázána na třech případových studiích, se zaměřením na prognózu produkce nebezpečného odpadu, prognózu produkce a složení směsného komunálního odpadu a složek separovaného sběru komunálního odpadu a odhadu potenciálu spalitelných odpadů pro energetické využití v ČR. Výstupy z výpočtového nástroje představují cenné vstupy pro související optimalizační modely zpracovatelských řetězců, které jsou využívány např. pro navrhování nových zařízení pro nakládání s odpady. PhD thesis deals with the application of simulation, forecasting and optimization methods in the waste management. An introduction describes current state and outlook in the waste management in the Czech Republic. The following chapter analyzes the available data base in the field of the waste management in the Czech Republic, focusing on the specifics and problems such as variable availability of spatially and hierarchically structured, heterogeneous input data. The core work is the computational tool named Justine, which represents the balance system, ensuring consistency of values for the standalone and aggregated data, in terms of their composition and distribution in intended area and time. Development of the tool was motivated by the need to predict the production and composition of various types of waste. The application of the concept is shown in three case studies, focusing on the prognosis of hazardous waste, the forecast of production and composition of municipal solid waste and components of separated waste collection, and estimation of the waste with waste-to-energy potential, all in the Czech Republic. The outputs of the tool represent valuable inputs for the related optimization supply chain models, which are used e.g. for the design of new waste-to-energy facilities. Keywords: energetické využití odpadů; odpadové hospodářství; optimalizace; Justine; vyrovnání dat; waste-to-energy; waste management; optimization; Justine; data reconciliation Available in a digital repository NRGL
Analýza interakcí v odpadovém hospodářství

Dizertační práce se zabývá aplikací simulačních, prognostických a optimalizačních metod v oblasti odpadového hospodářství. V úvodu práce je popsán současný stav a výhled v oblasti odpadového ...

Szásziová, Lenka; Hájek, Jiří; Hrabec,, Dušan; Stehlík, Petr
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Vývoj nových typů kompozitů pro sanace betonů se zvýšenou ochranou výztuže
Taranza, Luboš; Durica,, Tibor; Dohnálek,, Pavel; Bydžovský, Jiří; Drochytka, Rostislav
2017 - Czech
Koroze výztuže je jednou z nejčastějších příčin poruch železobetonových konstrukcí a dochází tak k výraznému zkrácení životnosti stavebních děl. Práce je zaměřena na vývoj unikátního systému správkových hmot s přidanou hodnotou v podobě inhibitorů koreze, které jsou zakomponovány do materiálového složení jednotlivých hmot. Hlavní funkcí nově navrženého systému sanačních hmot je postupné uvolňování migrujících inhibitorů koroze do podkladního betonu po jejich aplikaci a zpomalit tak, nebo dokonce zastavit probíhající korozi ocelové výztuže. Tento efekt má výrazný vliv na prodloužení životního cyklu nejen provedeného sanačního zákroku, ale také na prodloužení životního cyklu celé konstrukce, do které tyto aktivní látky pronikají. Around the world there is a great number of reinforced concrete structures, who´s life cycle, for which they were designed, is significantly shortened due to action of various aggressive environments, or due to defects created during the construction process. (i.e. insufficient steel reinforcement cover depth). One of the most common causes of problems in reinforced concrete structures is corrosion of steel reinforcement. It is necessary to repair structures degraded in this fashion and return them to their original state. We made a unique polymercement concrete repair system was developed with value added. Corrosion inhibitors, including the newly developed, are implemented into its polymercement matrix, which significantly limit the corrosive processes in all new materials. The principle of proposed solution is application of repair system on a corrosion damaged structure, and then the active substances in the repair material will penetrate into substrate concrete and protect corroded steel reinforcement. Another value added is the application of recycled raw materials into the proposed materials, which has indisputable environmental effect and simultaneously allows for improvement of some properties of the repair materials. Further was developed a new method for detecting corrosion inhibitors in concrete. Keywords: Inhibitory koroze; druhotná surovina; správkové hmoty; metoda; ochrana; trvanlivost; Corrosion inhibitors; waste material; repair materials; method; protection; durability Available in a digital repository NRGL
Vývoj nových typů kompozitů pro sanace betonů se zvýšenou ochranou výztuže

Koroze výztuže je jednou z nejčastějších příčin poruch železobetonových konstrukcí a dochází tak k výraznému zkrácení životnosti stavebních děl. Práce je zaměřena na vývoj unikátního systému ...

Taranza, Luboš; Durica,, Tibor; Dohnálek,, Pavel; Bydžovský, Jiří; Drochytka, Rostislav
Vysoké učení technické v Brně, 2017

Hodnocení kvality provedení ručně stříkaného betonu
Kopecký, Lukáš; Dočkal, Karel
2017 - Czech
V současné době moderního stavitelství je kladen důraz na rychlost a ekonomiku provedených stavebních prací, proto je potřeba se zabývat ověřováním kvality provedených konstrukcí. Disertační práce je zaměřena na problematiku hodnocení kvality provedení stříkaného betonu bez urychlujících přísad aplikovaných suchou cestou nástřiku při ručním provedení nástřiku na staveništi. Kvalita stříkaného betonu byla v rámci práce posuzována na základě normovaných jak nedestruktivních, tak destruktivních zkušebních metod na odebraných zkušebních tělesech. Kvalita stříkaného betonu byla posuzována z hlediska pevnosti stříkaného betonu v tlaku, objemové hmotnosti a homogenity posuzované na základě rychlosti šíření ultrazvuku vzorkem. Pro destruktivní metodu zkoušení byly provedeny jádrové vývrty, které byly podrobeny zkoušce v dostředném tlaku na hydraulickém lise, jako nedestruktivní metoda byla použita ultrazvuková průchodová metoda založená na rychlosti šíření ultrazvukového impulzu zkušebním tělesem. Na základě výsledků experimentálních zkoušek a jejich vzájemných korelací byla navržena modifikace obecného vztahu používaného pro predikci pevnosti stříkaného betonu v námi zkoušené pevnostní třídě, což vede k potenciálnímu snížení počtu jádrových vývrtů na reálné konstrukci a tedy snížení ekonomických nákladů na provedení. Currently, the high speed and low price are required for construction works in the modern architecture. Therefore, it is necessary to deal with verifying the quality of the constructions. Dissertation thesis is focused on evaluating the quality of the execution of sprayed concrete without accelerating additives applied by spraying by a dry way manually-sprayed. The quality of shotcrete was judged on the basis of standardized both non-destructive and destructive methods using sprayed samples. The quality of shotcrete was assessed in terms of strength of sprayed concrete in pressure, density and homogeneity judged on the basis of the velocity of sound samples. The destructive method was carried out on the core samples which were pressured on the hydraulic press, as the non-destructive method was used ultrasonic passageway method based on the propagation velocity of the ultrasonic pulse. On the basis of our results and their mutual correlations, it has been proposed the modifications of the general equal used for predicting the strength of the sprayed concrete tested by our strength class, which leads to a potential reduction in the number of cores on the real structure, and therefore reduce the price of implementation of qualitative tests and increase effectiveness of carrying out tests on the construction place. Keywords: Stříkaný beton; kvalita betonu; homogenita; pevnost v tlaku; rychlost šíření ultrazvukového impulzu; Shotcrete; concrete quality; quality; homogeneity; compressive strength; velocity of spreading ultrasound impuls Available in a digital repository NRGL
Hodnocení kvality provedení ručně stříkaného betonu

V současné době moderního stavitelství je kladen důraz na rychlost a ekonomiku provedených stavebních prací, proto je potřeba se zabývat ověřováním kvality provedených konstrukcí. Disertační práce je ...

Kopecký, Lukáš; Dočkal, Karel
Vysoké učení technické v Brně, 2017

About project

NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web

Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz

Provider

http://www.techlib.cz

Facebook

Other bases