Tepelně vlhkostní procesy v ostění oken historických objektů
Balík Lukáš; Lucie Kudrnáčová; Burgetová Eva
2021 -
Stavební konstrukce ostění okna je stavební prvek, který se nachází na každém objektu.One of the basic building structures is the window reveal which was changed during the centuries. Due to this fact exists many types of window reveal. This work is focused on the critical conditions based on the hygrothermal processes of the surface of the window reveal The long term monitoring of the building structures (in situ) observe mainly critical conditions to grow up molds and condensation of the water vapor. To extend and confirm observed long terms results few short-term measuring were done. The last part of the work direct at the modeling of the window reveals structure by 2D software. The different structures of the window revels were modeled with the variable of interior and exterior conditions. The results of the simulation are in accordance with the experimental results and approve, that window surface reveal of the simple window are more often in the critical conditions to grow up molds and condensation of the water vapor in comparison with the window reveal of a double window.
Klíčová slova:
Ostění okna; tepelně vlhkostní procesy; dvojité okno; jednoduché okno; kritické podmínky; Window reveal; hygrothermal processes; double window; simple window; critical conditions; critical surface temperature
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Tepelně vlhkostní procesy v ostění oken historických objektů
Stavební konstrukce ostění okna je stavební prvek, který se nachází na každém objektu.One of the basic building structures is the window reveal which was changed during the centuries. Due to this fact ...
EXPERIMENTÁLNÍ ANALÝZA SOUDRŽNOSTI UHPC A VÝZTUŽE
Kolísko Jiří; David Čítek; Pukl Radomír
2021 -
Materiál UHPC (Ultra - High Performance Concrete) se v aktuální době stává stále více využívaným moderním materiálem. Tento jemnozrnný cementový kompozit vyznačující se vynikající trvanlivostí a významně lepšími materiálovými charakteristikami oproti běžnému betonu umožňuje nejen inovaci z hlediska jeho využití pro konstrukce náročných architektonických tvarů, tenkostěnných konstrukcí či například subtilních předpjatých mostních nosníků, ale s jeho využitím je možné významně optimalizovat namáhané konstrukční detaily. Jedním z takto exponovaných konstrukčních detailů vyžadujících trvanlivost a vysoké pevnosti jsou spoje prefabrikovaných částí konstrukcí a spřažení. Aby bylo možné spolehlivě navrhovat a využívat takto náročné detaily je nutné popsat chování materiálu z hlediska veškerých materiálových parametrů a zejména soudržnosti matrice UHPC s výztuží a zhodnotit vliv zvýšeného smykového napětí ve vztahu k možné rozměrové optimalizaci spoje.UHPC (Ultra High Performance Concrete) material is currently becoming an increasingly used modern material. This fine-grained cement composite is characterized by excellent durability and significantly better strength characteristics compared to common concrete. Not only it provides innovation in using it for demanding architectural shapes structures, thin-walled structures or prestressed bridge girders, but its use can significantly optimize stressed structural details. One of these exposed structural details requiring durability and high strength are the joints of prefabricated parts of structures and couplings. In order to reliably design and use such demanding details, it is necessary to describe the behavior of the material in terms of its bond with reinforcement and evaluate the effect of the increased shear stress in relation to the optimization of the joint.
Klíčová slova:
UHPC; soudržnost; smykové napětí; předpínací výztuž; betonářská výztuž; spoj; spřažení; UHPC; bond; shear stress; prestressing reinforcement; concrete reinforcement; joint; connection
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
EXPERIMENTÁLNÍ ANALÝZA SOUDRŽNOSTI UHPC A VÝZTUŽE
Materiál UHPC (Ultra - High Performance Concrete) se v aktuální době stává stále více využívaným moderním materiálem. Tento jemnozrnný cementový kompozit vyznačující se vynikající trvanlivostí a ...
Analýza složení nepálené hlíny zkouškou methylenovou modří a korelace s výslednými vlastnostmi dusané hlíny
Padevět Pavel; Tereza Plaček Otcovská; Slížková Zuzana
2021 -
Předložená disertační práce je výstupem řady experimentálních měření zaměřených na schopnost jílů adsorbovat barvivo methylenové modři a na pevnostní charakteristiky dusané nepálené hlíny tyto jíly obsahující. Základem všech provedených experimentů byl materiál obsahující alespoň jeden ze tří základních jílových minerálů (montmorillonit, kaolinit, illit). V případě měření adsorpčních schopností bylo stanoveno, jaké maximální množství barviva methylenové modři je schopen daný druh jílu adsorbovat, a jak adsorpce barviva probíhá v čase. Ze získaných dat byl pro každý zkoumaný jíl stanoven čas, který je nutný k adsorpci maximálního množství barviva methylenové modři. Za použití testu methylenovou modří je na základě znalosti adsorpčních charakteristik jednotlivých jílů navržen postup analýzy složení neznámé hliněné směsi. Pevnostní charakteristiky byly testovány na zkušebních tělesech z dusané hlíny. K výrobě hliněné směsi byly použity stejné jíly jako pro test methylenovou modří. Měřena byla tlaková pevnost a pevnost v tahu za ohybu. Cílem bylo stanovit závislost mezi dosaženými pevnostmi a složením hliněné směsi. Byl sledován vztah mezi pevností a druhem použitého jílu, množstvím použitého jílu a množstvím záměsové vody. Poslední část práce je věnována korelaci mezi množstvím adsorbovaného barviva methylenové modři jednotlivými jíly a pevnostmi dusané hlíny obsahující tyto jíly.This thesis arose as a result of an array of measuring experiments focused on an ability of clay to adsorb Methylene Blue dye and strength characteristics of rammed earth composed of those clays. The basic common element of all experiments was at least one of the elementary clay minerals (montmorillonite, kaolinite, illite). In case of adsorption ability measurements, it was determined what is the maximum ability of a given clay to adsorb the Methylene Blue dye and what is its time behaviour. From the acquired measurement data it was set the maximum adsorbed amount of the Methylene Blue dye for each clay. With the aid of the Methylene Blue test and clay adsorption characteristics knowledge it was proposed a method for an analysis of an unknown clay composition. The strength characteristics were analysed on test bodies from a rammed earth. The same clay as it was used for the Methylene Blue tests was used for test bodies analysis. The compressive strength and tensile bending strength were measured. The goal was to constitute an influence of earth mixture composition upon strength characteristics. The relation between the strength characteristics and the used clay, the amount of the clay, and the amount of mixed water was watched. The last chapter of the thesis deals with a correlation between the amount of Methylene Blue dye adsorbed by individual clays and the strength properties of earths composed of these clays.
Klíčová slova:
jíl; dusaná hlína; methylenová modř; analýza složení; tlaková pevnost; pevnost v tahu za ohybu; clay; rammed earth; methylene blue; composition analysis; compressive strength
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Analýza složení nepálené hlíny zkouškou methylenovou modří a korelace s výslednými vlastnostmi dusané hlíny
Předložená disertační práce je výstupem řady experimentálních měření zaměřených na schopnost jílů adsorbovat barvivo methylenové modři a na pevnostní charakteristiky dusané nepálené hlíny tyto jíly ...
Identifikace a sledování aktuální míry únavy řídících letového provozu
Tichý Tomáš; Petr Kouba; Vlkovský Martin
2021 -
Disertační práce se zabývá popisem výzkumu, návrhu a ověření metody pro zjišťování aktuální úrovně únavy řídících letového provozu s využitím moderních technologií, které by přispěly ke zvýšení bezpečnosti letecké dopravy. Práce popisuje kontext a motivace k řešení této problematiky a popisuje jednotlivé cíle a metody jejich dosažení. Dále také popisuje současný stav zkoumané problematiky, doposud dosažené výsledky i související projekty, které se danou oblastí zabývají. Při zpracování byla použita česká i zahraniční literatura, konzultace s odborníky a poznatky z dosavadní činnosti. Praktická část disertační práce se zabývá návrhem metodiky pro indentifikaci a sledování aktuální úrovně únavy operátorů v dopravě se zaměřením na řídící letového provozu, v jejichž prostředí není většina vědeckých metod detekce únavy použitelná kvůli významnému narušení běžného komfortu. Výzkum se proto zaměřuje na metodu hlasové analýzy, která nenarušuje standardní provoz, ale která však dosud nebyla dostatečně vědecky ověřena. Realizovaný výzkum využívá vědecky ověřenou metodu EEG a další podpůrné metody k validaci metody hlasové analýzy s cílem jejího využití pro účely identifikace a měření aktuální úrovně únavy operátorů v dopravě, konkrétně v prostředí řízení letového provozu, avšak s potenciálem pro použití ve všech druzích dopravy, kde se běžně využívá hlasové komunikace.The thesis deals with the description of the research, design and verification of a method for determining the current level of fatique of air traffic controllers using modern technologies that would contribute to improve safety of air traffic. The thesis describes the context and motivation to solve this problem and describes the individual goals and methods of achieving them. It also describes the current state of the researched issues, the results achieved so far and related projects that deal with the area. Czech and foreign litereature, consultations with experts and knowledge from previous activities were used in the processing. The practical part of the thesis deals with the design of a methodology for identifying and monitoring the level of fatigue of operators in transport with a focus on air traffic controllers. Many scientific methods of fatigue detection are not applicable in the enviroment of transport operator due to a significant disruption to the normal comfort of operators. The research therefore focuses on the method of voice analysis, which does not disrupt standard operation, but which has not yet been sufficiently scientifically verified. The described project uses a scientifically validated EEG method and other supporting methods to validate the voice analysis method in order to use it for identification and measuring the current fatigue level of operator, specifically in air traffic control, but with potential use in all modes of transport, where voice communication is commonly used.
Klíčová slova:
únava; řízení rizik spojených s únavou; riziko; operátor; doprava; bezpečnost; řízení letového provozu; hlasová analýza; EEG; fatigue; fatigue risk management; risk; operator; transport; safety; air traffic control; voice analysis; EEG
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Identifikace a sledování aktuální míry únavy řídících letového provozu
Disertační práce se zabývá popisem výzkumu, návrhu a ověření metody pro zjišťování aktuální úrovně únavy řídících letového provozu s využitím moderních technologií, které by přispěly ke zvýšení ...
Symbolická regrese pro posilováné učení ve spojitých prostorech
Štěpánková Olga; Eduard Alibekov; Lažanský Jiří
2021 -
Algoritmy posilovaného učení (RL) umí optimálně řešit problémy dynamického rozhodování a řízení např. v technických disciplínách, ekonomice, medicíně a umělé inteligenci. Ani nejnovější metody RL ale dosud nepřekročily hranici mezi malými prostory diskrétních stavů a spojitými prostory. K reprezentaci užitkové funkce a řídící strategie využívají tyto algoritmy numerické funkční aproximátory, např. ve formě RBF funkcí nebo neuronových sítí. I když numerické aproximátory jsou dobře prostudovanou oblastí, výběr vhodného aproximátoru a jeho architektury je velmi obtížným krokem, který vyžaduje ladění metodou pokus-omyl. Navíc, numerické aproximátory díky své structuře skoro vždy obsahují tzv. artefakty, které mohou uškodit kvalitě řízení kontrolovaného systému.Reinforcement Learning (RL) algorithms can optimally solve dynamic decision and control problems in engineering, economics, medicine, artificial intelligence, and other disciplines. However, state-of-the-art RL methods still have not solved the transition from a small set of discrete states to fully continuous spaces. They have to rely on numerical function approximators, such as radial basis functions or neural networks, to represent the value function or policy mappings. While these numerical approximators are well-developed, the choice of a suitable architecture is a difficult step that requires significant trial-and-error tuning. Moreover, numerical approximators frequently exhibit uncontrollable surface artifacts that damage the overall performance of the controlled system.
Klíčová slova:
posilované učení; optimální řízení; approximace funkcí; evoluční optimalizace; symbolická regrese; autonomní systémy; reinforcement learning; optimal control; function approximation; evolutionary optimization; symbolic regression; robotics; autonomous systems
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Symbolická regrese pro posilováné učení ve spojitých prostorech
Algoritmy posilovaného učení (RL) umí optimálně řešit problémy dynamického rozhodování a řízení např. v technických disciplínách, ekonomice, medicíně a umělé inteligenci. Ani nejnovější metody RL ale ...
Integrace krizového řízení do modelu řízení dopravy ve vytipované oblasti
Tichý Tomáš; Jiří Růžička; Růžička Miroslav
2021 -
Disertační práce Integrace krizového řízení do modelu řízení dopravy ve vytipované oblasti rozvijí myšlenku možnosti implementace krizového řízení dopravní oblasti prostřednictvím stávajících světelných signalizačních zařízení. V rešeršní části práce jsou shrnuty aktuální pozvnatky z oblasti řízení dopravy ve městě se zaměřením na hledání možnosti implementace krizového řízení v českých legislativních podmínkách. Následně práce navrhuje obecný metodický postup pro zavádění systémů krizového řízení pro městské oblasti s využitím stávajících SSZ a rozšířením jejich funkcionalit. Kromě zmíněného metodického postupu je rovněž navržena metodika hodnocení systému krizového řízení. Na vybrané vytipované oblasti, u níž autor disponuje bází znalostí a zkušeností, i dostatkem dopravně inženýrských dat, je modelově ověřena reálná využitelnost navrženého metodického postupu a dále dochází k vyhodnocení přínosů, ale i potenciálních úskalí reálného zavádění systému krizového řízení s využitím SSZ v českých podmínkách.This dissertation thesis Integration of crisis management into the traffic control model in the selected area develops the idea of implementation of crisis management of the traffic area by means of existing light signaling devices. The research part summarizes current knowledge from the field of traffic management in the city with a focus on finding possibilitites of crisis management implementation in the Czech legislative conditions. Subsequently, the thesis proposes a general methodical procedure for the implementation of crisis management systems for urban areas using existing traffic lights and extending the functionalities. In addition to the mentioned methodological procedure, a methodology for the evaluation of the crisis management system is also proposed. In selected areas where the author has a knowledge and experience base as well as sufficient traffic-engineering data, the real usability of the proposed methodical procedure is modeled and the benefits as well as potential pitfalls of reals implementation of the crisis management system using traffic lights in the Czech Republic are evaluated.
Klíčová slova:
krizové řízení oblasti; řízení dopravního uzlu; světelné signalizační zařízení; dopravní model; integrace krizového řízení; dopravní simulace; crisis area management; traffic intersection management; traffic signaling; traffic model; crisis management integration; traffic simulation
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Integrace krizového řízení do modelu řízení dopravy ve vytipované oblasti
Disertační práce Integrace krizového řízení do modelu řízení dopravy ve vytipované oblasti rozvijí myšlenku možnosti implementace krizového řízení dopravní oblasti prostřednictvím stávajících ...
Stabilita jednostranně opláštěných stěnových panelů pro dřevostavby
Dolejš Jakub; Jiří Celler; Straka Bohumil
2021 -
Tématem disertační práce jsou jednostranně opláštěné stěnové panely pro dřevostavby, ve kterých je nosný sloupek tvořen dřevěným lepeným kompozitním prvkem s průřezem ve tvaru I. Navrhování stěnových panelů s výztuhami s průřezem ve tvaru I a oboustranným opláštěním zpravidla vychází z výsledků zkoušek, popř. ze zjednodušeného analytického výpočtu. V případě jednostranně opláštěných panelů ale nejsou mechanismus chování ani způsob porušení stále dostatečně prozkoumány. Práce nejprve popisuje konstrukční řešení a návrh lehkého dřevěného skeletu, dále se zabývá nosnými prvky s průřezem ve tvaru I, jejich využitím, jednotlivými komponentami včetně variant materiálového provedení a způsobů spojování. Hlavním cílem disertační práce je popsat chování výše zmíněného systému a vytvořit jednoduchý a přitom spolehlivý analytický model pro určení únosnosti výseku stěnového panelu s využitím experimentální a numerické analýzy. Předpokládá se, že výsledky práce bude možné využít pro efektivnější využití subtilních sloupkových systémů dřevostaveb.The subject of this work is wall panels with one-sided board sheathing for timber structures. The reinforcement of the panel is provided using glued timber composite I-shaped element. The design of the wall panels with I-shaped cross-section stiffeners and double-sided sheathing is based on test results and simplified analytical calculation. For the design of wall panels with I-shaped cross-section stiffener rib and one-sided board sheathing, a reliable procedure for determining the buckling load-bearing capacity has not been described so far. The work describes the light timber frames, its basic types and structural elements of the system, the method of anchoring and reinforcement. It also describes the supporting elements with an I-shaped cross-section, their use, individual components, including variants of material design and methods of connection. The main aim of this work is to describe the behaviour of the above-mentioned system, using experimental and numerical analysis. It is assumed that the conclusions of this work can be used for more effective material use subtle light timber frames.
Klíčová slova:
Dřevěné konstrukce; stěnový panel; I-sloupek; jednostranné opláštění; stabilita; materiálové zkoušky; OSB deska; dřevo; analytický model; experimenty; numerický model; Timber structures; wall panel; I-stud; one-sided board sheathing; stability; material tests; OSB board; wood; analytical model; experiments; numerical model
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Stabilita jednostranně opláštěných stěnových panelů pro dřevostavby
Tématem disertační práce jsou jednostranně opláštěné stěnové panely pro dřevostavby, ve kterých je nosný sloupek tvořen dřevěným lepeným kompozitním prvkem s průřezem ve tvaru I. Navrhování stěnových ...
Contactless heat transfer measurement methods in processing units
Jirout Tomáš; Stanislav Solnař; Bartoň Stanislav
2021 -
Contactless measurement of local values of heat transfer coefficient by two different methods is presented in this Ph.D. thesis. The first method, temperature oscillation (also known as TOIRT method), uses heat waves from heat sources that hit the measured wall and measure the surface temperature of the wall using an IR camera. By comparing the phases of the individual signals (generated heat waves and the measured surface temperature) it is possible to obtain information about the phase delay, which is directly related to the coefficient of heat transfer. I have validated the method experimentally when measuring the heat transfer coefficient between tube and flowing fluid in the tube and also numerically. Experimental measurements show results that are in agreement with the literature. The sensitivity analysis shows that this method is suitable for measuring the heat transfer coefficient in the range of 100 – 3000W=m2K with a reasonable error. After performing the verification experiments I applied the method to the measurement of geometries typical of proces engineering such as vessels equiped with impellers or reactors. However, these apparatuses do not have simple but very complex flows inside and this method has never been used for similar applications. The results of the measurement of the heat transfer coefficient at the bottom of the vessel equiped with impeller as well as on the wall of the vessel for various configurations and various impellers are presented. Data from the measurement of the heat transfer between the smooth wall and the perpendicular impinging jet are also presented. The results show good agreement with the literature except measurements on the wall of the vessel with the impeller, which show a different tendency. The second method, which I derived for the non-oscillatory change in the heat flux that falls on the measured wall, calculates the local values of the heat transfer coefficient from the temperature response of the wall to the step function in heat flux. The method of heat flux jump (HFJ) is described, analytically and numerically verified and sensitivity analysis showed that it is suitable for small values of heat transfer coefficient, up to approximately 1000 W=m2K. I have verified the method for measuring the heat transfer coefficient between a smooth wall and the impinging air jet with good agreement with the literature. In addition to the measurement method itself, this method can also be applied to adjust and improve the results of the TOIRT method or even to measure the distribution of incident heat flux on the measured wall. Both methods are very suitable for process engineering because they are fully contactless and do not require temperature measurement of the fluid between which heat transfer occurs. It is thus possible in this way to measure the heat transfer coefficient values in reactors with dangerous or toxic substances etc. Moreover, both methods are very fast in terms of both measurement and evaluation, and the new heat flux jump method is even faster.Práce se zabývá metodami měření součinitele přestupu tepla a jejich aplikací na různé geometrie typické pro procesní inženýrství. Rešeršní část práce je zaměřena na teoretický základ přenosu tepla a přehled experimentálních metod. První praktická část práce je věnována aplikaci dynamické oscilační metody pro komplexní toky – míchání vsádky, míchání s usměrňovacím válcem nebo omezený impaktní proud. Druhá část je věnována vlastní nové dynamické metodě, která je teoreticky odvozena a následně analyticky, numericky a experimentálně ověřena. Po validaci metody následují další experimenty s více komplexními geometriemi. Metoda svou citlivostí především v nižších intenzitách přestupu tepla je tak velmi vhodná pro měření přestupu tepla mezi stěnou a plyny, kde se dají očekávat nižší přenosové součinitele.
Klíčová slova:
Heat transfer coefficient; Nusselt number; experimental method; heat transfer; Součinitel přestupu tepla; Nusseltovo číslo; experimentální metoda; přenos tepla
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Contactless heat transfer measurement methods in processing units
Contactless measurement of local values of heat transfer coefficient by two different methods is presented in this Ph.D. thesis. The first method, temperature oscillation (also known as TOIRT method), ...
Development of Active Part of Optical Fiber Biosensor Using Genetically Modified Organisms
Pospíšilová Marie; Jakub Zajíc; Přibyl Michal
2021 -
Využití optických vlastností geneticky modifikovaného organismu (GMO) Pseudomonas putida TVA8, který je schopen produkovat bioluminiscenci (λ≈500nm) ve styku s benzenem, toluenem, etylbenzenem a xyleny, je jedním z možných principů optických biosenzorů detekujících tyto nebezpečné látky a další analyty. S využitím fyzikálně-chemických modelů buněčných interakcí s pevnými povrchy je poukázána snadnější adsorpce buněk P. putida TVA8 na křemenný povrch po ošetření γ-aminopropyltriethoxysilanem (APTES), bez použití nestabilní chemické matrice. Je demonstrována imobilizace mikroorganismů ve formě biofilmu na optovláknový element (OVE), který byl navržený pro zesílení slabého bioluminiscenčního signálu, čímž byl získán nejméně 135 dní aktivní optický prvek schopný on-line detekce přítomnosti toluenu v médiu (26,5 mg L-1) a reálného vzorku odpadní vody. Opakovatelnost přípravy sondy OVE a její použití bylo prokázáno s pěti OVE různých geometrií. Byly otestovány také další mikroorganismy, konkrétně E. coli 652T7, S. cerevisiae BLYR a P. fluorescens HK44 citlivé na různé analyty a jejich biologickou toxicitu. Intenzita měřené bioluminiscence byla ovlivněna OVE s transmitancí mezi 1,4 a 5 %. Je popsán ideální tvar a geometrii OVE včetně porovnání bioluminiscenční odpovědi pěti OVE s různými geometriemi. Intenzita detekované bioluminiscence pomocí OVE byla několikrát větší než u PCS optického vlákna. Intenzity bioluminiscence se postupně snižovaly v důsledku uvolňování adsorbovaných buněk; a byly nižší, když byly indukovány kontaminovanou podzemní vodou, než v minerálním médiu (MSM) se stejným obsahem toluenu. Koncentrace toluenu 26,5 mgL-1 byla detekována do 30 minut po ponoření sondy do vzorku. Imobilizace dalších mikrobiálních kmenů na povrchu křemičitého skla, funkcionalizovaného APTES, byla neúspěšná a je třeba zvážit další imobilizační techniky – i.e. prokázanou imobilizaci E. coli 652T7 pomocí polyethyleniminu. Prvek je použitelný jako detekční sonda pro vícenásobné použití v laboratoři a online monitorování biologicky dostupné kontaminace ve vzdálených lokalitách. Prezentované experimenty byly realizovány v laboratoři Ústavu chemických procesů AV ČR v Praze-Suchdole a v laboratoři partnerského centra pro environmentální biotechnologie na University of Tennessee v americkém Knoxville.The use of optical properties of the genetically modified organism (GMO) Pseudomonas putida TVA8, which is capable of producing bioluminescence (λ≈500nm) in contact with benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes, is one of possible principles of optical biosensors detecting hazardous and other analytes. Facilitation of adsorption of P. putida TVA8 cells on quartz surface, after its treatment with γ-aminopropyltriethoxysilane (APTES), without the use of an unstable chemical matrix, is presented with the use of physico–chemical models of interactions of cells with solid surfaces. Immobilization of microorganisms in the form of biofilm on the optical fiber element (OFE), designed to amplify week bioluminescent signal, was demonstrated and an active optical element capable of on-line detection of the presence of toluene in the medium (26.5 mg L-1) and a real sample of wastewater for at least 135 days was obtained. Repeatability of preparation of OFE probe and its use was demonstrated with five OFEs of different geometries. Other microorganisms, namely E. coli 652T7, S. cerevisiae BLYR, and P. fluorescens HK44 sensitive to different analytes and their biological toxicity were also tested. The intensity of measured bioluminescence was influenced by shapes of OFEs possessing transmittances between 1.4 and 5 %. The ideal shape and geometry of an OFE was described and compared to the real bioluminescence responses of five OFEs with different geometries. Intensity of detected bioluminescence with OFE was several times greater than with an PCS optical fiber. The intensities of bioluminescence gradually decreased due to release of the adsorbed cells; and were lower when induced with contaminated ground water than in the mineral medium (MSM) with the same content of toluene. Toluene concentration 26.5 mgL-1 was detected within 30 minutes of immersion of the probe into a sample. Immobilization of other microbial strains on APTES functionalized silica glass surface was unsuccessful, other immobilization techniques needed to be considered - i.e. demonstrated immobilization of E. coli 652T7 using polyethyleneimine. The element is conceivable as a detection probe for multiple use in a laboratory and the online monitoring of bioavailable contamination in remote localities. Presented experiments were carried on in laboratory of the Institute of Chemical Process Fundamentals of the Czech Academy of Sciences in Praha-Suchdol and at laboratory of the partner Center for Environmental Biotechnology of the University of Tennessee in Knoxville, USA.
Klíčová slova:
Znečištění; Kontaminace; Endokrinní disruptory; Biosensor; Bioreportér; Luminiscence; Optovláknový prvek; Imobilizace; Biofilm; Pseudomonas putida TVA8; Pollution; Contamination; Endocrine Disruptors; Biosensor; Bioreporter; Luminescence; Fiber-optic Element; Immobilization; Biofilm; Pseudomonas putida TVA8
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Development of Active Part of Optical Fiber Biosensor Using Genetically Modified Organisms
Využití optických vlastností geneticky modifikovaného organismu (GMO) Pseudomonas putida TVA8, který je schopen produkovat bioluminiscenci (λ≈500nm) ve styku s benzenem, toluenem, etylbenzenem a ...
Compressible Fluid Flow through Narrow Channels
Šafařík Pavel; Jindřich Hála; Cyrus Václav
2021 -
The turbulence transition in pipe and channel flow represents up to now an important topic, since it is the nature of the flow, which substantially affcts the friction and associated losses. With increasing miniaturization and more detailed numerical simulations of the various small flow parts of the turbomachines, the need for experimental data to explore the narrow channel flow phenomena and to validate numerical codes is still there. This thesis presents the results of the project which aimed to experimentally and numerically explore the compressible viscous flow in narrow channels of the rectangular cross-section of the high aspect ratio. Main objectives of this work were to explore the nature of the flow in such channels using a number of experimental methods including hot-film probe, explore the inuence of two types of surface roughness and discuss the effcts associated with the phenomenon of aerodynamic choking due to friction. Apart from the narrow channel measurements, the thesis contains also the detailed description of the calibration process of the hot-film probe and accompanying numerical study. It was observed that despite the channel length to channel height ratio ranging from 50 to 200, the flow was mostly transitional except the flow in the smallest channel of the height h = 0:5 mm. The efects of the surface roughness were explored using both qualitative and quantitative measurements by means of hot-film probe. The later provided distribution of the wall shear stress at five locations along the channel for two chosen regimes. Further, the analysis revealed inapplicability of the one-dimensional theory for the estimation of the friction factor. The theoretical analysis of the flow choking supported by numerical simulations shows that due to frictional losses, the actual choking is shifted towards the lower back pressure ratios. These findings were summarized in charts, which comprehensively illustrate derived relations.Přechod do turbulence v trubkách a kanálech nekruhových průřezů stále představuje aktuální problém dynamiky tekutin, jelikož je to právě režim proudění, který zásadně ovlivňuje tření a s ním spojené ztráty. S pokračující miniaturizací a stále detailnějšími numerickými simulacemi i malých průtočných částí turbostrojů vyvstává potřeba prozkoumat jevy, ke kterým dochází při proudění v takto úzkých kanálech a získat data, na jejichž základě by bylo možné validovat numerické modely. Tato práce představuje výsledky doktorandského projektu, který měl za cíl pomocí experimentů a numerické simulace prozkoumat proudění vazké stlačitelné tekutiny úzkými kanály obdélníkového průřezu s vysokým poměrem šířky a výšky. Mezi hlavní cíle patřilo prozkoumání režimu proudění pomocí různých metod včetně použití sondy se žhaveným filmem, dále prozkoumání vlivu dvou typů drsností stěn kanálku a objasnění některých jevů spojených s aerodynamickým ucpáním vlivem tření. Kromě samotného popisu a rozborů experimentu práce obsahuje také detailní popis kalibrace sondy se žhaveným filmem a doprovodných numerických výpočtů. Bylo pozorováno, že i při značném poměru délky a výšky kanálku, který se pohyboval v rozmezí 50 až 200, bylo proudění ve většině měřených režimů, kromě případu s výškou kanálku h = 0:5 mm, přechodově. Efekt různě drsných stěn byl zkoumán pomocí kvalitativních i kvantitativních měření pomocí sondy se žhaveným filmem, přičemž kvantitativní měření poskytlo data o smykovém tření v pěti bodech podél kanálku pro dva vybrané režimy proudění. Další analýzy prokázaly, že ve zkoumaných kanálech není možné použít jednorozměrný model proudění pro věrohodné určení smykového tření. Teoretické rozbory a numerické simulace ukázaly, že k aerodynamickému ucpání dochází vlivem ztrát při nižším protitlaku, než odpovídá ideálnímu případu. Výsledky těchto rozborů a z nich odvozených vztahů jsou přehledně zobrazeny do grafů.
Klíčová slova:
narrow channel flow; minichannel; compressible flow; wall shear stress; hot-film anemometry; úzké kanály; minikanál; stlačitelné proudění; smykové napětí; žhavený film
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři ČVUT.
Compressible Fluid Flow through Narrow Channels
The turbulence transition in pipe and channel flow represents up to now an important topic, since it is the nature of the flow, which substantially affcts the friction and associated losses. With ...
NUŠL poskytuje centrální přístup k informacím o šedé literatuře vznikající v ČR v oblastech vědy, výzkumu a vzdělávání. Více informací o šedé literatuře a NUŠL najdete na webu služby.
Vaše náměty a připomínky posílejte na email nusl@techlib.cz
Provozovatel
Zahraniční báze