Search

Tato bakalářská práce se zabývá tématem komplexního přístupu k řešení systému nakládání s odpady s využitím recyklačních strojů. Práce je rozdělena do pěti kapitol. První kapitola se zabývá odpadem jako ekologickým a ekonomickým problémem. Druhá kapitola se věnuje recyklaci základních druhů odpadů. Kapitola třetí je o legislativě týkající se nakládání s odpady. Čtvrtá kapitola obsahuje srovnání odpadového hospodářství ČR a jiných zemích EU. Pátá kapitola obsahuje vybrané typy strojů využívaných při recyklaci., This bachelor thesis deals with a comprehensive approach to address the waste management system with the use of recycling machines. The work is divided into five chapters. The first chapter deals with waste such as ecological and economic problems. The second chapter examines the basic types of waste recycling. The third chapter concerns the legislation related to the management of waste. The fourth chapter contains a comparison of waste management and other EU countries. The last chapter contains the selected types of machines used in recycling.

Cílem této práce je rozdělení a schématické znázornění jednotlivých typů tepelných výměníků. Popsány jsou příčiny jejich zanášení, problematická místa, monitorování zanášení a možnosti snížení jeho rychlosti. Práce obsahuje také rozbor důsledků zanášení a možné způsoby jejich odstraňování., The aim of this work is to sort and schematically describe single types of heat exchangers. The problems of their fouling, fouling monitoring and fouling speed reduction are discussed as well. This work also contains an analysis of fouling effects and possible ways of their removal.

Diplomová práce je zaměřena na seznámení s moderními technikami a postupy procesního systémového inženýrství pro identifikaci úspor energie. Procesní systémové inženýrství je v tomto případě aplikováno na problematiku sítí tepelných výměníků a za účelem úspory energie je zde řešena jejich rekonstrukce. Pro rekonstrukci výměníkových sítí je popsána aktuální metoda network pinch, která využívá možností matematického programování. Metoda je uvedena v porovnání s vývojově staršími metodami, a to hlavně s PDM. Dále je zpracován postup výpočtu touto metodou a v prostředí softwaru Maple je aplikován na případ rekonstrukce výměníkové sítě v procesu hydrogenační rafinace oleje. Součástí práce je zhodnocení obdržených výsledků včetně diskuze k vlastnostem použité metody., The master’s thesis is focused on familiarization with modern techniques and procedures of process system engineering for identification of energy savings. In this case, process system engineering is applied to the issue of heat exchanger networks and in order to save energy, their retrofit is solved here. The current network pinch method, which uses mathematical programming options, is described for the retrofit of the heat exchanger networks. The method is presented in comparison to older development methods, mainly with the PDM. In addition, the calculation procedure is also developed by this method and in the Maple software environment it is applied to the case of heat exchanger network retrofit in the process of hydrogenation refining of oil. Part of the thesis is an evaluation of the results obtained, including a discussion of the properties of the method used.

Tato diplomová práce se zaměřuje na modelování proudění tekutiny v paralelních distribučních systémech, kde hraje důležitou roli rovnoměrnost distribuce tekutin. Pro tento účel je vytvořen vlastní CFD kód. Kód je napsán v programovacím jazyce Java a používá ke zlepšení výkonu knihovny třetích stran, které se vyznačují přímým přístupem ke hardwarovým a systémovým prostředkům. Kód se také vyznačuje určitými zjednodušeními, u nichž se očekává, že sníží výpočetní časy. Vliv použitých zjednodušujících opatření je vyhodnocen porovnáním výsledků simulací proudění na několika geometriích s údaji získanými z podrobných modelů CFD. Geometrie použitých svazků trubek se odlišují různými uspořádáními toku a trubek a také různým počtem trubek., The focus of this master’s thesis is modelling of fluid flow in parallel distribution systems where the uniformity of fluid distribution plays an important role. For this purpose, a custom CFD code is presented. The code is written in Java programming language and uses third-party low-level libraries for improved performance. The code is also characterised by certain simplifications that are expected to reduce computational times. The effect of employed simplification measures is evaluated by comparing the results of flow simulations on several geometries with the data yielded by detailed CFD models. The geometries of tube bundles are distinguished by different flow and tube arrangements and also by a different number of tubes.

Diplomová práce je zaměřena na seznámení s moderními technikami a postupy procesního systémového inženýrství pro identifikaci úspor energie. Procesní systémové inženýrství je v tomto případě aplikováno na problematiku sítí tepelných výměníků a za účelem úspory energie je zde řešena jejich rekonstrukce. Pro rekonstrukci výměníkových sítí je popsána aktuální metoda network pinch, která využívá možností matematického programování. Metoda je uvedena v porovnání s vývojově staršími metodami, a to hlavně s PDM. Dále je zpracován postup výpočtu touto metodou a v prostředí softwaru Maple je aplikován na případ rekonstrukce výměníkové sítě v procesu hydrogenační rafinace oleje. Součástí práce je zhodnocení obdržených výsledků včetně diskuze k vlastnostem použité metody., The master’s thesis is focused on familiarization with modern techniques and procedures of process system engineering for identification of energy savings. In this case, process system engineering is applied to the issue of heat exchanger networks and in order to save energy, their retrofit is solved here. The current network pinch method, which uses mathematical programming options, is described for the retrofit of the heat exchanger networks. The method is presented in comparison to older development methods, mainly with the PDM. In addition, the calculation procedure is also developed by this method and in the Maple software environment it is applied to the case of heat exchanger network retrofit in the process of hydrogenation refining of oil. Part of the thesis is an evaluation of the results obtained, including a discussion of the properties of the method used.

Simulations of photobioreactors with microalgae-specific cultures is a field that connects microbiology with the multiphase fluid dynamics. With microalgae cultivation, it is necessary to account various phenomena, e.g., multiphase hydrodynamics with water, CO2 bubbles and microalgae, multiphase species mass transfer, radiation transport, light attenuation, growth and culmination of microalgae and their effect on fluid properties. Computational model presented in this doctoral dissertation thesis links multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model. In the thesis, there is an overview of applicable computational models for the given types of photobioreactors. The multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model then draw from this overview. Next, the accuracy of these sub-models was compared with laboratory experiments. As a result, the developed computational model of the photobioreactor can be further extended with other sub-models, i.e., the irradiation model and the biomass growth model., Simulations of photobioreactors with microalgae-specific cultures is a field that connects microbiology with the multiphase fluid dynamics. With microalgae cultivation, it is necessary to account various phenomena, e.g., multiphase hydrodynamics with water, CO2 bubbles and microalgae, multiphase species mass transfer, radiation transport, light attenuation, growth and culmination of microalgae and their effect on fluid properties. Computational model presented in this doctoral dissertation thesis links multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model. In the thesis, there is an overview of applicable computational models for the given types of photobioreactors. The multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model then draw from this overview. Next, the accuracy of these sub-models was compared with laboratory experiments. As a result, the developed computational model of the photobioreactor can be further extended with other sub-models, i.e., the irradiation model and the biomass growth model.

Modelování partikulárního zanášení na bázi Výpočtové dynamiky tekutin umožňuje identifikovat výskyt problematických nánosů a najít vhodné úpravy podmínek a zařízení. Práce se zabývá transportem a ulpíváním tuhých částic. Velikosti částic se pohybují od jednotek po desítky m. Simulované podmínky odpovídají zanášení tuhých částic se zanedbatelným podílem kapalné fáze, kdy ulpívání probíhá na základě ztrát energie při dopadu částice, gravitaci, adhezi, deformaci nánosu a dynamickému tření. Práce je soustředěna na výběr vhodného modelu ulpívání tuhých částic, se zaměřením na modely kritické rychlosti, které vedle lokálních podmínek, vlastností částic a stěny zahrnují i vliv dopadové rychlosti. Byly provedeny citlivostní studie pro posouzení vlivu parametrů modelu a zahrnutí některých dílčích jevů. Simulace byly provedeny na případu experimentálního zařízení pro spalování tuhých paliv a obdržené výsledky porovnány s pozorovanými nánosy., Modelling of particulate fouling based on Computational Fluid Dynamics enables to detect a risk of deposit development and to propose improvements in operating conditions and equipment design. The work focuses on the transport and sticking of solid particles. The size of the particles lies in the range from several up to dozens of m. The conditions correspond to the deposition of particles with a negligible liquid fraction and the deposition occurs due to particle deformation, gravity, adhesion, wall surface roughness, deposit deformation and dynamic friction. An emphasis is put on the selection of a suitable sticking model from the group of critical velocity models, which aside from the local conditions and the particle properties account for the impaction velocity. Sensitivity studies on the model settings were conducted to assess the significance of the model parameters and the included phenomena. The simulations were conducted on the case of an experimental facility for solid fuels combustion. Obtained results were compared to observed deposits.

Modelování partikulárního zanášení na bázi Výpočtové dynamiky tekutin umožňuje identifikovat výskyt problematických nánosů a najít vhodné úpravy podmínek a zařízení. Práce se zabývá transportem a ulpíváním tuhých částic. Velikosti částic se pohybují od jednotek po desítky m. Simulované podmínky odpovídají zanášení tuhých částic se zanedbatelným podílem kapalné fáze, kdy ulpívání probíhá na základě ztrát energie při dopadu částice, gravitaci, adhezi, deformaci nánosu a dynamickému tření. Práce je soustředěna na výběr vhodného modelu ulpívání tuhých částic, se zaměřením na modely kritické rychlosti, které vedle lokálních podmínek, vlastností částic a stěny zahrnují i vliv dopadové rychlosti. Byly provedeny citlivostní studie pro posouzení vlivu parametrů modelu a zahrnutí některých dílčích jevů. Simulace byly provedeny na případu experimentálního zařízení pro spalování tuhých paliv a obdržené výsledky porovnány s pozorovanými nánosy., Modelling of particulate fouling based on Computational Fluid Dynamics enables to detect a risk of deposit development and to propose improvements in operating conditions and equipment design. The work focuses on the transport and sticking of solid particles. The size of the particles lies in the range from several up to dozens of m. The conditions correspond to the deposition of particles with a negligible liquid fraction and the deposition occurs due to particle deformation, gravity, adhesion, wall surface roughness, deposit deformation and dynamic friction. An emphasis is put on the selection of a suitable sticking model from the group of critical velocity models, which aside from the local conditions and the particle properties account for the impaction velocity. Sensitivity studies on the model settings were conducted to assess the significance of the model parameters and the included phenomena. The simulations were conducted on the case of an experimental facility for solid fuels combustion. Obtained results were compared to observed deposits.

Modelování partikulárního zanášení na bázi Výpočtové dynamiky tekutin umožňuje identifikovat výskyt problematických nánosů a najít vhodné úpravy podmínek a zařízení. Práce se zabývá transportem a ulpíváním tuhých částic. Velikosti částic se pohybují od jednotek po desítky m. Simulované podmínky odpovídají zanášení tuhých částic se zanedbatelným podílem kapalné fáze, kdy ulpívání probíhá na základě ztrát energie při dopadu částice, gravitaci, adhezi, deformaci nánosu a dynamickému tření. Práce je soustředěna na výběr vhodného modelu ulpívání tuhých částic, se zaměřením na modely kritické rychlosti, které vedle lokálních podmínek, vlastností částic a stěny zahrnují i vliv dopadové rychlosti. Byly provedeny citlivostní studie pro posouzení vlivu parametrů modelu a zahrnutí některých dílčích jevů. Simulace byly provedeny na případu experimentálního zařízení pro spalování tuhých paliv a obdržené výsledky porovnány s pozorovanými nánosy., Modelling of particulate fouling based on Computational Fluid Dynamics enables to detect a risk of deposit development and to propose improvements in operating conditions and equipment design. The work focuses on the transport and sticking of solid particles. The size of the particles lies in the range from several up to dozens of m. The conditions correspond to the deposition of particles with a negligible liquid fraction and the deposition occurs due to particle deformation, gravity, adhesion, wall surface roughness, deposit deformation and dynamic friction. An emphasis is put on the selection of a suitable sticking model from the group of critical velocity models, which aside from the local conditions and the particle properties account for the impaction velocity. Sensitivity studies on the model settings were conducted to assess the significance of the model parameters and the included phenomena. The simulations were conducted on the case of an experimental facility for solid fuels combustion. Obtained results were compared to observed deposits.

Simulations of photobioreactors with microalgae-specific cultures is a field that connects microbiology with the multiphase fluid dynamics. With microalgae cultivation, it is necessary to account various phenomena, e.g., multiphase hydrodynamics with water, CO2 bubbles and microalgae, multiphase species mass transfer, radiation transport, light attenuation, growth and culmination of microalgae and their effect on fluid properties. Computational model presented in this doctoral dissertation thesis links multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model. In the thesis, there is an overview of applicable computational models for the given types of photobioreactors. The multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model then draw from this overview. Next, the accuracy of these sub-models was compared with laboratory experiments. As a result, the developed computational model of the photobioreactor can be further extended with other sub-models, i.e., the irradiation model and the biomass growth model., Simulations of photobioreactors with microalgae-specific cultures is a field that connects microbiology with the multiphase fluid dynamics. With microalgae cultivation, it is necessary to account various phenomena, e.g., multiphase hydrodynamics with water, CO2 bubbles and microalgae, multiphase species mass transfer, radiation transport, light attenuation, growth and culmination of microalgae and their effect on fluid properties. Computational model presented in this doctoral dissertation thesis links multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model. In the thesis, there is an overview of applicable computational models for the given types of photobioreactors. The multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model then draw from this overview. Next, the accuracy of these sub-models was compared with laboratory experiments. As a result, the developed computational model of the photobioreactor can be further extended with other sub-models, i.e., the irradiation model and the biomass growth model.

Tato diplomová práce pojednává o základech výpočetní dynamiky tekutin (CFD), důvodech jeho použití a související nutnosti vytvářet výpočetní sítě. Další část práce se zaměřuje na vyhodnocování kvality výpočetních sítí a stručně na výpočetní metody CFD. Jsou také srovnány dostupné síťové generátory a poskytnut přehled o možnostech tvorby sítí. Dále jsou uvedeny základní informace o softwaru OpenFOAM a jeho možnostech, zejména tvorby sítě pomocí aplikace blockMesh. Následující část práce je věnována popisu vyvinuté aplikace a jejím funkcím pro generování kvalitní výpočetní sítě trubkového svazku výměníku tepla pro software OpenFOAM. V závěru je simulací ustáleného proudění ověřena správnost vytvořené sítě a její dostatečná kvalita., This thesis deals with the basics of computational fluid dynamics (CFD), the reasons for its use, and the related necessity to create computational meshes. The next part of the thesis focuses on assessing the quality of computational meshes and, briefly, on computational methods of CFD. The available mesh generators are also compared, and an overview of meshing capabilities is provided. The following is basic information about the OpenFOAM software and its capabilities, in particular the creation of meshes using the blockMesh application. The following part of the thesis is focused on the description of the developed application and its functions for generating a high-quality computing mesh of a tube bundle heat exchanger for the OpenFOAM software. In conclusion, a steady flow simulation verifies the correctness of the created mesh and its sufficient quality.

Tato diplomová práce se zaměřuje na modelování proudění tekutiny v paralelních distribučních systémech, kde hraje důležitou roli rovnoměrnost distribuce tekutin. Pro tento účel je vytvořen vlastní CFD kód. Kód je napsán v programovacím jazyce Java a používá ke zlepšení výkonu knihovny třetích stran, které se vyznačují přímým přístupem ke hardwarovým a systémovým prostředkům. Kód se také vyznačuje určitými zjednodušeními, u nichž se očekává, že sníží výpočetní časy. Vliv použitých zjednodušujících opatření je vyhodnocen porovnáním výsledků simulací proudění na několika geometriích s údaji získanými z podrobných modelů CFD. Geometrie použitých svazků trubek se odlišují různými uspořádáními toku a trubek a také různým počtem trubek., The focus of this master’s thesis is modelling of fluid flow in parallel distribution systems where the uniformity of fluid distribution plays an important role. For this purpose, a custom CFD code is presented. The code is written in Java programming language and uses third-party low-level libraries for improved performance. The code is also characterised by certain simplifications that are expected to reduce computational times. The effect of employed simplification measures is evaluated by comparing the results of flow simulations on several geometries with the data yielded by detailed CFD models. The geometries of tube bundles are distinguished by different flow and tube arrangements and also by a different number of tubes.

Hlavním cílem této práce je seznámit se s požadavky specifické procesní aplikace a návrhem výměníku tepla s křížovým tokem pracovních látek a zhodnotit návrh předmětného výměníku pomocí simulačního softwaru. Nejprve jsou v práci prozkoumány provozní podmínky rekuperace odpadního tepla a obecné možnosti návrhu a jsou uvedeny základní rovnice pro tepelný a hydraulický výpočet. Hlavní část práce se zaměřuje na modulární trubkový výměník tepla s křížovým tokem pracovních látek navržený pro experimentální výzkum rekuperace tepla a zanášení ze znečištěných spalin produkovaných spalováním alternativních paliv na VUT v Brně (VUT) na Ústavu procesního inženýrství (UPI). Nejprve je stručně představena situace v testovací laboratoři. Poté je popsán postup návrhu předmětného tepelného výměníku pomocí softwaru HTRI a výsledky jsou shrnuty a porovnány s cílovými požadavky. Následně je analyzována distribuce toku vody v trubkovém prostoru uvnitř jednoho ze čtyř identických modulů výměníku tepla užitím softwaru CDF pomocí tří různých simulačních přístupů. Jsou popsány dva přístupy využívající model turbulence k--SST a jeden přístup využívající model turbulence k--Realizable turbulence. Nakonec jsou diskutovány rozdíly mezi přístupy a výsledky simulací distribuce toku., The main goal of this thesis is to get acquainted with the process requirements and the design of a cross flow heat exchanger, as well as evaluating the design with the help of simulation software. First the operation conditions for waste heat recovery and general design options are examined and the basic thermal and hydraulic equations are presented. The main part of this thesis concentrates on a modular cross flow tubular heat exchanger proposed for experimental research of the heat recovery and fouling process of the flue gas produced from the combustion of alternative at Brno University of Technology (BUT) at the Institute of Process Engineering (UPI). First the given situation in the testing laboratory is briefly explained. Then the simulation of the proposed heat exchanger design with the software HTRI is described and the results are summarized and compared with the target requirements for the design. The tube-side water flow distribution inside of one of four identical heat exchanger modules is analyzed with the help of CDF software using three different simulation approaches. Two approaches using the k--SST turbulence model and one using the k--Realizable turbulence model are described from generating the CAD model over meshing and setting the boundary condition to running the simulation. In the end the differences between the approaches and results of the flow distribution simulations are discussed.

Hlavním cílem této práce je seznámit se s požadavky specifické procesní aplikace a návrhem výměníku tepla s křížovým tokem pracovních látek a zhodnotit návrh předmětného výměníku pomocí simulačního softwaru. Nejprve jsou v práci prozkoumány provozní podmínky rekuperace odpadního tepla a obecné možnosti návrhu a jsou uvedeny základní rovnice pro tepelný a hydraulický výpočet. Hlavní část práce se zaměřuje na modulární trubkový výměník tepla s křížovým tokem pracovních látek navržený pro experimentální výzkum rekuperace tepla a zanášení ze znečištěných spalin produkovaných spalováním alternativních paliv na VUT v Brně (VUT) na Ústavu procesního inženýrství (UPI). Nejprve je stručně představena situace v testovací laboratoři. Poté je popsán postup návrhu předmětného tepelného výměníku pomocí softwaru HTRI a výsledky jsou shrnuty a porovnány s cílovými požadavky. Následně je analyzována distribuce toku vody v trubkovém prostoru uvnitř jednoho ze čtyř identických modulů výměníku tepla užitím softwaru CDF pomocí tří různých simulačních přístupů. Jsou popsány dva přístupy využívající model turbulence k--SST a jeden přístup využívající model turbulence k--Realizable turbulence. Nakonec jsou diskutovány rozdíly mezi přístupy a výsledky simulací distribuce toku., The main goal of this thesis is to get acquainted with the process requirements and the design of a cross flow heat exchanger, as well as evaluating the design with the help of simulation software. First the operation conditions for waste heat recovery and general design options are examined and the basic thermal and hydraulic equations are presented. The main part of this thesis concentrates on a modular cross flow tubular heat exchanger proposed for experimental research of the heat recovery and fouling process of the flue gas produced from the combustion of alternative at Brno University of Technology (BUT) at the Institute of Process Engineering (UPI). First the given situation in the testing laboratory is briefly explained. Then the simulation of the proposed heat exchanger design with the software HTRI is described and the results are summarized and compared with the target requirements for the design. The tube-side water flow distribution inside of one of four identical heat exchanger modules is analyzed with the help of CDF software using three different simulation approaches. Two approaches using the k--SST turbulence model and one using the k--Realizable turbulence model are described from generating the CAD model over meshing and setting the boundary condition to running the simulation. In the end the differences between the approaches and results of the flow distribution simulations are discussed.

Distribuce tekutiny je důležitá v zařízeních obsahujících svazky trubek s omezeným počtem řad, neboť zajišťuje správnou funkci zařízení a někdy je specifická distribuce nutná k zajištění správného fungování technologie. Tato práce se zaměřuje na analýzu toku v takových zařízeních pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Pro analýzu těchto systémů byly vytvořeny geometrické modely s různými počty řad trubek a různě dlouhými perforovanými částmi. Analýza prokázala výrazný vliv uspořádání vtokových a výtokových hrdel spolu s uspořádáním trubek v trubkovém svazku a jejich počtem. Dále byl vytvořen zjednodušený 1D model využívající koeficient nárůstu statického tlaku, který disponuje výrazně kratšími výpočetními časy. Bylo provedeno porovnání výsledků 1D modelu a CFD výpočtů za účelem stanovení odchylky obou modelů a stanovení jejich použitelnosti., Flow distribution has big importance in equipment with limited tube rows because it provides correct operation and sometimes specific flow distribution for technology purposes is needed. This thesis is focusing on flow analysis in these units using computational fluid dynamics (CFD). For analysis of such systems models with varying tube rows and varying perforated segment lengths were created. Analysis showed significant impact of flow manifold layout along with tube layout and number of tubes. Simplified 1D model using static pressure regain coefficient was created which provides much shorter computational times. Comparison of 1D and CFD models was made to determine field of their usage.

Popis metody termického zpracování odpadů je hlavní náplní předkládané práce. Důraz je kladen na zařízení a metody čištění odpadních plynů vzniklých v procesu termické destrukce. Vzhledem k tomu, že účinnost čištění spalin nezávisí pouze na činnosti zařízení odstraňující vzniklé emise, nýbrž je komplexně závislá na provozním celku spalovny, nelze se věnovat pouze bloku čištění spalin. Proto je v práci také uveden popis a schémata některých zařízení určených k termickému zpracování odpadů. V první části bakalářské práce je řešena definice odpadu,jeho rozdělení a možnosti zpracování nebo využití. Celá bakalářská práce je také zpracována s důrazem na platnou legislativu týkající se odpadů a jejich termického zpracování., Description of the thermal treatment methods dealing with wastes is a major concern of the present study. Emphasis is placed on equipment and methods for purification of waste gases created in the process of thermal destruction. Considering that the efficiency of flue gas treatment is dependent not only on the activity of flue gas equipment elimination, but is completely dependent on a whole unit of operating incinerators, we can not focus exclusively on the block of flue gas treatment. Therefore, in the study there are given a description and drawings of equipment for thermal processing of waste. First part of this thesis addresses the koncept the concept of "waste", its definition, classification and possibilities for treatment or recovery. The whole thesis is also written with emphasis on current legislation relating to waste and thermal processing.

Tato bakalářská práce se zabývá odpadovým hospodářstvím v ČR a způsoby, jak je s těmito odpady nakládáno. Produkce odpadů v dnešní době pevně souvisí s fungováním společnosti. Odpady a veškeré problémy spojené s jejich vznikem a zpracováním jsou ožehavými tématy dnešní doby. To souvisí s vývojem technologií v této oblasti a ekologickou šetrností. Odpady vznikají při výrobě i spotřebě každého produktu a skrývají velké množství surovin a energie. Největší problém tedy spočívá v nalezení způsobu, kterým tyto suroviny a energii zpětně získat a využít., This bachelor thesis deals with the waste management in the Czech Republic and the possibilities how these wastes can be processed. In present period the waste production is tightly connected with the running of society. Waste and all the problems associated with their production and processing are delicate issue of present period. This is linked to technology developments and environmental quality in this field. Wastes are generated in both production and consumption of each product and conceal large quantity of raw materials and energy. Therefore, the biggest problem lies in finding the way in which energy and these raw materials are recovered and reused.

U zařízení na výměnu tepla s hustými svazky trubek je potřeba zajistit rovnoměrné rozdělení pracovní látky napříč svazkem, aby se předešlo různým provozním potížím. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění v trubkovém prostoru těchto zařízení. CFD simulace byly provedeny u sady různých systémů s distribucí do prostředí s konstantním tlakem. Jednotlivé modely se lišily hustotou svazku, jeho velikostí, uspořádáním a průměry jednotlivých trubek. Pracovní látkou byl ve většině případů vzduch, nicméně část modelů byla testována také s vodou. Analýzou dat získaných ze simulací v programu ANSYS Fluent byl dále zkoumán vliv zmíněných parametrů na nerovnoměrnost rozdělení toku a na tlakovou ztrátu ve svazku. Regresní model nezamítl na standardní hladině významnosti hypotézu závislosti nerovnoměrnosti distribuce toku na hustotě a velikosti svazku a plošné hustotě výtoku. V případě tlakových ztrát pak byly zamítnuty všechny parametry kromě plošné hustoty výtoku., Considering heat transfer equipment with dense tube bundles, it is essential to ensure as uniform a fluid distribution into the tubes as possible in order to prevent various operating problems. This bachelor’s thesis therefore focuses on tube-side flow analysis in such equipment. CFD simulations were carried out using a diverse set of flow systems with outflow into a constant-pressure environment. The respective tube bundle geometries differed in densities and sizes, arrangements of the tubes, and tube diameters. Air was used as the working fluid in the majority of the cases, however, some of the simulations were also carried out with water. Data obtained from evaluations in the fluid flow modelling software ANSYS Fluent were further analysed and the influence of the mentioned differentiating parameters on flow distribution non-uniformity and pressure drop was investigated. According to the regression model, the dependence of flow distribution non-uniformity on density and size of the bundle and on mass flow rate per unit outflow area cannot be rejected with the standard significance level. As for pressure drop, the only parameter that was not rejected was mass flow rate per unit outflow area.

Diplomová práce je zaměřena na optimalizaci případu kogeneračního systému za účelem posouzení výpočtových vlastností optimalizačních metod. V práci je uveden popis jednotlivých metod spolu s blokovými diagramy. V první části práce jsou jednotlivé výpočtové algoritmy představeny a navzájem porovnány. Na základě porovnání je následně vytvořen hybridní model, kterým je optimalizován modelový případ kogeneračního systému. Jednotlivé porovnávané algoritmy jsou spolu s vytvořenými hybridními algoritmy součástí příloh., Master thesis is focused on optimization of cogeneration system for purpose of rating optimization methods and evaluating properties of these methods. For each method there is description together with block schemes. First part of thesis is devoted to description of methods and their comparison. Second part consists of development of hybrid algorithm, which is used to optimize cogeneration systém model. Each algorithm compared is together with hybrid algorithms included in annexes.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem technologických úprav stávající průmyslové jednotky „waste-to-energy“, která slouží k termickému zpracování procesních odplynů obsahujících VOC a CO za vzniku spalin. Hlavním cílem návrhu takových úprav stávající jednotky je zlepšení jejích provozních parametrů s ohledem na ekonomii, ekologii a efektivitu využití tepelné energie. V první části práce byl popsán stávající provoz se všemi významnými procesními parametry. Dále byla identifikována všechna klíčová zařízení sloužící ke zpracování odplynů nebo k využití odpadního tepla. V hlavní části práce je uvedena řada konkrétních úprav stávající jednotky zahrnujících technologii tepelné intenzifikace stávajících výměníků tepla, dále návrh nových a účinnějších výměníků tepla a nakonec zavedení technologie katalytické oxidace za účelem katalytického rozkladu polutantů obsažených v odplynech. Výstupem práce je technické, ekonomické a ekologické srovnání navržených technologických úprav se stávajícím provozem., This diploma thesis is focused on the design of technological modifications of the existing industrial unit „waste-to-energy“, used for thermal treatment of process waste gases containing VOC and CO while flue gas is produced. The main objective of the existing unit modification is to improve its operating parameters considering economy, ecology and energy utilization. In the first part, the current industrial plant was presented with all necessary process data. Furthermore, all the key equipment used for the waste gases treatment or for the utilization of waste heat was identified. In the main part of the thesis there are performed modifications of the existing unit including the technology of existing heat exchangers intensification, the design of new and more efficient heat exchangers and finally the catalytic oxidation technology implementation for the decomposition of pollutants contained in the waste gas. The result of the thesis is a technical, economic and ecological comparison of the proposed technological modifications with the existing operation.

Diplomová práce je zaměřena na seznámení s moderními technikami a postupy procesního systémového inženýrství pro identifikaci úspor energie. Procesní systémové inženýrství je v tomto případě aplikováno na problematiku sítí tepelných výměníků a za účelem úspory energie je zde řešena jejich rekonstrukce. Pro rekonstrukci výměníkových sítí je popsána aktuální metoda network pinch, která využívá možností matematického programování. Metoda je uvedena v porovnání s vývojově staršími metodami, a to hlavně s PDM. Dále je zpracován postup výpočtu touto metodou a v prostředí softwaru Maple je aplikován na případ rekonstrukce výměníkové sítě v procesu hydrogenační rafinace oleje. Součástí práce je zhodnocení obdržených výsledků včetně diskuze k vlastnostem použité metody., The master’s thesis is focused on familiarization with modern techniques and procedures of process system engineering for identification of energy savings. In this case, process system engineering is applied to the issue of heat exchanger networks and in order to save energy, their retrofit is solved here. The current network pinch method, which uses mathematical programming options, is described for the retrofit of the heat exchanger networks. The method is presented in comparison to older development methods, mainly with the PDM. In addition, the calculation procedure is also developed by this method and in the Maple software environment it is applied to the case of heat exchanger network retrofit in the process of hydrogenation refining of oil. Part of the thesis is an evaluation of the results obtained, including a discussion of the properties of the method used.

Silná nerovnoměrnost toku nepříznivě ovlivňuje výkon zařízení s hustými svazky trubek, navíc může vést k řadě provozních potíží. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění tekutin v kompletních distribučních systémech pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Data získaná ze simulací v programu ANSYS Fluent byla dále statisticky analyzována. Zkoumán byl vliv uspořádání systému, parametrů trubkového svazku a provozních parametrů na nerovnoměrnost distribuce toku a tlakovou ztrátu. Ze simulací vyplývá, že z hlediska distribuce toku i tlakových ztrát je uspořádání systému zcela zásadní charakteristikou. Data získaná pomocí klasických CFD výpočtů byla dále porovnána s výsledky zjednodušeného CFD modelování u tří vybraných distribučních systémů. Zjednodušené CFD modely lze vzhledem k jejich výrazně nižší výpočtové náročnosti využít v optimalizačních algoritmech nebo také při řešení úvodní fáze návrhu zařízení. Práce dále popisuje vyvinutý simulační nástroj, který je založen na zjednodušeném CFD modelování. Tento je sice stále ve fázi vývoje, ale výsledky jsou velmi slibné., Significant maldistribution negatively influences performance of equipment containing dense tube bundles and, moreover, it can cause a wide range of operating issues. This thesis therefore focuses on analysis of fluid flow in complete distribution systems via computational fluid dynamics (CFD). Data obtained from simulations carried out using the software ANSYS Fluent were also statistically analysed. Influence of system arrangement, tube bundle parameters and operating parameters on flow distribution non-uniformity and pressure drop was investigated. According to the results, system arrangement is the crucial differentiating parameter in terms of flow distribution as well as pressure drop. Additionally, data obtained via the classical CFD approach were compared with those yielded by a simplified CFD model for three selected distribution systems. Simplified CFD approach can - given its low computational demand - be utilised in optimization algorithms as well as in the course of the initial stage of equipment design process. Furthermore, this thesis discusses a simulation tool which is based on the simplified CFD approach. Although this tool is still being developed, the results it yields are very promising.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem technologických úprav stávající průmyslové jednotky „waste-to-energy“, která slouží k termickému zpracování procesních odplynů obsahujících VOC a CO za vzniku spalin. Hlavním cílem návrhu takových úprav stávající jednotky je zlepšení jejích provozních parametrů s ohledem na ekonomii, ekologii a efektivitu využití tepelné energie. V první části práce byl popsán stávající provoz se všemi významnými procesními parametry. Dále byla identifikována všechna klíčová zařízení sloužící ke zpracování odplynů nebo k využití odpadního tepla. V hlavní části práce je uvedena řada konkrétních úprav stávající jednotky zahrnujících technologii tepelné intenzifikace stávajících výměníků tepla, dále návrh nových a účinnějších výměníků tepla a nakonec zavedení technologie katalytické oxidace za účelem katalytického rozkladu polutantů obsažených v odplynech. Výstupem práce je technické, ekonomické a ekologické srovnání navržených technologických úprav se stávajícím provozem., This diploma thesis is focused on the design of technological modifications of the existing industrial unit „waste-to-energy“, used for thermal treatment of process waste gases containing VOC and CO while flue gas is produced. The main objective of the existing unit modification is to improve its operating parameters considering economy, ecology and energy utilization. In the first part, the current industrial plant was presented with all necessary process data. Furthermore, all the key equipment used for the waste gases treatment or for the utilization of waste heat was identified. In the main part of the thesis there are performed modifications of the existing unit including the technology of existing heat exchangers intensification, the design of new and more efficient heat exchangers and finally the catalytic oxidation technology implementation for the decomposition of pollutants contained in the waste gas. The result of the thesis is a technical, economic and ecological comparison of the proposed technological modifications with the existing operation.

Distribuce tekutiny je důležitá v zařízeních obsahujících svazky trubek s omezeným počtem řad, neboť zajišťuje správnou funkci zařízení a někdy je specifická distribuce nutná k zajištění správného fungování technologie. Tato práce se zaměřuje na analýzu toku v takových zařízeních pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Pro analýzu těchto systémů byly vytvořeny geometrické modely s různými počty řad trubek a různě dlouhými perforovanými částmi. Analýza prokázala výrazný vliv uspořádání vtokových a výtokových hrdel spolu s uspořádáním trubek v trubkovém svazku a jejich počtem. Dále byl vytvořen zjednodušený 1D model využívající koeficient nárůstu statického tlaku, který disponuje výrazně kratšími výpočetními časy. Bylo provedeno porovnání výsledků 1D modelu a CFD výpočtů za účelem stanovení odchylky obou modelů a stanovení jejich použitelnosti., Flow distribution has big importance in equipment with limited tube rows because it provides correct operation and sometimes specific flow distribution for technology purposes is needed. This thesis is focusing on flow analysis in these units using computational fluid dynamics (CFD). For analysis of such systems models with varying tube rows and varying perforated segment lengths were created. Analysis showed significant impact of flow manifold layout along with tube layout and number of tubes. Simplified 1D model using static pressure regain coefficient was created which provides much shorter computational times. Comparison of 1D and CFD models was made to determine field of their usage.

Silná nerovnoměrnost toku nepříznivě ovlivňuje výkon zařízení s hustými svazky trubek, navíc může vést k řadě provozních potíží. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění tekutin v kompletních distribučních systémech pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Data získaná ze simulací v programu ANSYS Fluent byla dále statisticky analyzována. Zkoumán byl vliv uspořádání systému, parametrů trubkového svazku a provozních parametrů na nerovnoměrnost distribuce toku a tlakovou ztrátu. Ze simulací vyplývá, že z hlediska distribuce toku i tlakových ztrát je uspořádání systému zcela zásadní charakteristikou. Data získaná pomocí klasických CFD výpočtů byla dále porovnána s výsledky zjednodušeného CFD modelování u tří vybraných distribučních systémů. Zjednodušené CFD modely lze vzhledem k jejich výrazně nižší výpočtové náročnosti využít v optimalizačních algoritmech nebo také při řešení úvodní fáze návrhu zařízení. Práce dále popisuje vyvinutý simulační nástroj, který je založen na zjednodušeném CFD modelování. Tento je sice stále ve fázi vývoje, ale výsledky jsou velmi slibné., Significant maldistribution negatively influences performance of equipment containing dense tube bundles and, moreover, it can cause a wide range of operating issues. This thesis therefore focuses on analysis of fluid flow in complete distribution systems via computational fluid dynamics (CFD). Data obtained from simulations carried out using the software ANSYS Fluent were also statistically analysed. Influence of system arrangement, tube bundle parameters and operating parameters on flow distribution non-uniformity and pressure drop was investigated. According to the results, system arrangement is the crucial differentiating parameter in terms of flow distribution as well as pressure drop. Additionally, data obtained via the classical CFD approach were compared with those yielded by a simplified CFD model for three selected distribution systems. Simplified CFD approach can - given its low computational demand - be utilised in optimization algorithms as well as in the course of the initial stage of equipment design process. Furthermore, this thesis discusses a simulation tool which is based on the simplified CFD approach. Although this tool is still being developed, the results it yields are very promising.

U zařízení na výměnu tepla s hustými svazky trubek je potřeba zajistit rovnoměrné rozdělení pracovní látky napříč svazkem, aby se předešlo různým provozním potížím. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění v trubkovém prostoru těchto zařízení. CFD simulace byly provedeny u sady různých systémů s distribucí do prostředí s konstantním tlakem. Jednotlivé modely se lišily hustotou svazku, jeho velikostí, uspořádáním a průměry jednotlivých trubek. Pracovní látkou byl ve většině případů vzduch, nicméně část modelů byla testována také s vodou. Analýzou dat získaných ze simulací v programu ANSYS Fluent byl dále zkoumán vliv zmíněných parametrů na nerovnoměrnost rozdělení toku a na tlakovou ztrátu ve svazku. Regresní model nezamítl na standardní hladině významnosti hypotézu závislosti nerovnoměrnosti distribuce toku na hustotě a velikosti svazku a plošné hustotě výtoku. V případě tlakových ztrát pak byly zamítnuty všechny parametry kromě plošné hustoty výtoku., Considering heat transfer equipment with dense tube bundles, it is essential to ensure as uniform a fluid distribution into the tubes as possible in order to prevent various operating problems. This bachelor’s thesis therefore focuses on tube-side flow analysis in such equipment. CFD simulations were carried out using a diverse set of flow systems with outflow into a constant-pressure environment. The respective tube bundle geometries differed in densities and sizes, arrangements of the tubes, and tube diameters. Air was used as the working fluid in the majority of the cases, however, some of the simulations were also carried out with water. Data obtained from evaluations in the fluid flow modelling software ANSYS Fluent were further analysed and the influence of the mentioned differentiating parameters on flow distribution non-uniformity and pressure drop was investigated. According to the regression model, the dependence of flow distribution non-uniformity on density and size of the bundle and on mass flow rate per unit outflow area cannot be rejected with the standard significance level. As for pressure drop, the only parameter that was not rejected was mass flow rate per unit outflow area.

Bakalářská práce se zabývá využitím energie větru jako zdroje energie pro výrobu vodíku. V první části jsou popsány typy větrných motorů se zaměřením především na vrtulové větrné motory a jejich konstrukci. Následuje popis problematiky spotřeby elektrické energie závislý na čase a s ním spojená problematika akumulace elektřiny pomocí různých metod. Závěrná část práce je pak věnována statistickému vyhodnocení větrných podmínek, popisu a návrhu zařízení vodíkového hospodářství., The thesis considers utilization of the wind energy as source of energy for the production of hydrogen. In the first part, there is described the types of wind engine specialized especially on screw wind engines and their construction. After that follows the description of dilemmas usage of electric energy addicted in time and with it connected problems with accumulation elektricity by the help of various methods. The final part of the thesis is than addicted to statistic evaluation of wind conditions, description and suggestion of the equipment hydrogen management.

Tato bakalářská práce se zabývá odpadovým hospodářstvím v ČR a způsoby, jak je s těmito odpady nakládáno. Produkce odpadů v dnešní době pevně souvisí s fungováním společnosti. Odpady a veškeré problémy spojené s jejich vznikem a zpracováním jsou ožehavými tématy dnešní doby. To souvisí s vývojem technologií v této oblasti a ekologickou šetrností. Odpady vznikají při výrobě i spotřebě každého produktu a skrývají velké množství surovin a energie. Největší problém tedy spočívá v nalezení způsobu, kterým tyto suroviny a energii zpětně získat a využít., This bachelor thesis deals with the waste management in the Czech Republic and the possibilities how these wastes can be processed. In present period the waste production is tightly connected with the running of society. Waste and all the problems associated with their production and processing are delicate issue of present period. This is linked to technology developments and environmental quality in this field. Wastes are generated in both production and consumption of each product and conceal large quantity of raw materials and energy. Therefore, the biggest problem lies in finding the way in which energy and these raw materials are recovered and reused.

Popis metody termického zpracování odpadů je hlavní náplní předkládané práce. Důraz je kladen na zařízení a metody čištění odpadních plynů vzniklých v procesu termické destrukce. Vzhledem k tomu, že účinnost čištění spalin nezávisí pouze na činnosti zařízení odstraňující vzniklé emise, nýbrž je komplexně závislá na provozním celku spalovny, nelze se věnovat pouze bloku čištění spalin. Proto je v práci také uveden popis a schémata některých zařízení určených k termickému zpracování odpadů. V první části bakalářské práce je řešena definice odpadu,jeho rozdělení a možnosti zpracování nebo využití. Celá bakalářská práce je také zpracována s důrazem na platnou legislativu týkající se odpadů a jejich termického zpracování., Description of the thermal treatment methods dealing with wastes is a major concern of the present study. Emphasis is placed on equipment and methods for purification of waste gases created in the process of thermal destruction. Considering that the efficiency of flue gas treatment is dependent not only on the activity of flue gas equipment elimination, but is completely dependent on a whole unit of operating incinerators, we can not focus exclusively on the block of flue gas treatment. Therefore, in the study there are given a description and drawings of equipment for thermal processing of waste. First part of this thesis addresses the koncept the concept of "waste", its definition, classification and possibilities for treatment or recovery. The whole thesis is also written with emphasis on current legislation relating to waste and thermal processing.

Cílem této práce je rozdělení a schématické znázornění jednotlivých typů tepelných výměníků. Popsány jsou příčiny jejich zanášení, problematická místa, monitorování zanášení a možnosti snížení jeho rychlosti. Práce obsahuje také rozbor důsledků zanášení a možné způsoby jejich odstraňování., The aim of this work is to sort and schematically describe single types of heat exchangers. The problems of their fouling, fouling monitoring and fouling speed reduction are discussed as well. This work also contains an analysis of fouling effects and possible ways of their removal.

Tato bakalářská práce se zabývá tématem komplexního přístupu k řešení systému nakládání s odpady s využitím recyklačních strojů. Práce je rozdělena do pěti kapitol. První kapitola se zabývá odpadem jako ekologickým a ekonomickým problémem. Druhá kapitola se věnuje recyklaci základních druhů odpadů. Kapitola třetí je o legislativě týkající se nakládání s odpady. Čtvrtá kapitola obsahuje srovnání odpadového hospodářství ČR a jiných zemích EU. Pátá kapitola obsahuje vybrané typy strojů využívaných při recyklaci., This bachelor thesis deals with a comprehensive approach to address the waste management system with the use of recycling machines. The work is divided into five chapters. The first chapter deals with waste such as ecological and economic problems. The second chapter examines the basic types of waste recycling. The third chapter concerns the legislation related to the management of waste. The fourth chapter contains a comparison of waste management and other EU countries. The last chapter contains the selected types of machines used in recycling.

Diplomová práce je zaměřena na optimalizaci případu kogeneračního systému za účelem posouzení výpočtových vlastností optimalizačních metod. V práci je uveden popis jednotlivých metod spolu s blokovými diagramy. V první části práce jsou jednotlivé výpočtové algoritmy představeny a navzájem porovnány. Na základě porovnání je následně vytvořen hybridní model, kterým je optimalizován modelový případ kogeneračního systému. Jednotlivé porovnávané algoritmy jsou spolu s vytvořenými hybridními algoritmy součástí příloh., Master thesis is focused on optimization of cogeneration system for purpose of rating optimization methods and evaluating properties of these methods. For each method there is description together with block schemes. First part of thesis is devoted to description of methods and their comparison. Second part consists of development of hybrid algorithm, which is used to optimize cogeneration systém model. Each algorithm compared is together with hybrid algorithms included in annexes.

Silná nerovnoměrnost toku nepříznivě ovlivňuje výkon zařízení s hustými svazky trubek, navíc může vést k řadě provozních potíží. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění tekutin v kompletních distribučních systémech pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Data získaná ze simulací v programu ANSYS Fluent byla dále statisticky analyzována. Zkoumán byl vliv uspořádání systému, parametrů trubkového svazku a provozních parametrů na nerovnoměrnost distribuce toku a tlakovou ztrátu. Ze simulací vyplývá, že z hlediska distribuce toku i tlakových ztrát je uspořádání systému zcela zásadní charakteristikou. Data získaná pomocí klasických CFD výpočtů byla dále porovnána s výsledky zjednodušeného CFD modelování u tří vybraných distribučních systémů. Zjednodušené CFD modely lze vzhledem k jejich výrazně nižší výpočtové náročnosti využít v optimalizačních algoritmech nebo také při řešení úvodní fáze návrhu zařízení. Práce dále popisuje vyvinutý simulační nástroj, který je založen na zjednodušeném CFD modelování. Tento je sice stále ve fázi vývoje, ale výsledky jsou velmi slibné., Significant maldistribution negatively influences performance of equipment containing dense tube bundles and, moreover, it can cause a wide range of operating issues. This thesis therefore focuses on analysis of fluid flow in complete distribution systems via computational fluid dynamics (CFD). Data obtained from simulations carried out using the software ANSYS Fluent were also statistically analysed. Influence of system arrangement, tube bundle parameters and operating parameters on flow distribution non-uniformity and pressure drop was investigated. According to the results, system arrangement is the crucial differentiating parameter in terms of flow distribution as well as pressure drop. Additionally, data obtained via the classical CFD approach were compared with those yielded by a simplified CFD model for three selected distribution systems. Simplified CFD approach can - given its low computational demand - be utilised in optimization algorithms as well as in the course of the initial stage of equipment design process. Furthermore, this thesis discusses a simulation tool which is based on the simplified CFD approach. Although this tool is still being developed, the results it yields are very promising.

Zvýšení efektivity výměny tepla vede k poklesu spotřeby energie, což se následně projeví sníženými provozními náklady, poklesem produkce emisí a potažmo také snížením dopadu na životní prostředí. Běžné způsoby zefektivňování přenosu tepla jako např. přidání žeber či vestaveb do trubek ovšem nemusí být vždy vhodné nebo proveditelné -- zvláště při rekuperaci tepla z proudů s vysokou zanášivostí. Jelikož intenzita přestupu tepla závisí i na charakteru proudění, distribuci toku a zanášení, které lze všechny výrazně ovlivnit tvarem jednotlivých součástí distribučního systému, bylo sestaveno několik zjednodušených modelů pro rychlou a dostatečně přesnou predikci distribuce a také aplikace pro tvarovou optimalizaci distribučních systémů využívající právě tyto modely. Přesnost jednoho z modelů byla dále zvýšena pomocí dat získaných analýzou 282 distribučních systémů v softwaru ANSYS FLUENT. Vytvořené aplikace pak lze využít během návrhu zařízení na výměnu tepla ke zvýšení jejich výkonu a spolehlivosti., Improved heat transfer efficiency leads to decrease in energy consumption which then results in lower equipment operational cost, reduced emissions, and consequently also lower environmental impact. However, common enhancement approaches such as adding fins or tube inserts may not always be suitable or feasible -- especially in case of heat recovery from streams having a high fouling propensity. Since heat transfer rate depends also on flow field characteristics, fluid distribution, and fouling which can all be greatly influenced by the actual shapes of flow system components, several simplified models for fast and accurate enough prediction of fluid distribution as well as applications for shape optimization based on these models were developed. In addition, accuracy of one of the models was further increased by fine-tuning it using data obtained by evaluation of 282 flow systems in the fluid flow modelling software ANSYS FLUENT. The created applications can then be employed during the design of heat exchange units to improve their performance and reliability.

Modelování partikulárního zanášení na bázi Výpočtové dynamiky tekutin umožňuje identifikovat výskyt problematických nánosů a najít vhodné úpravy podmínek a zařízení. Práce se zabývá transportem a ulpíváním tuhých částic. Velikosti částic se pohybují od jednotek po desítky m. Simulované podmínky odpovídají zanášení tuhých částic se zanedbatelným podílem kapalné fáze, kdy ulpívání probíhá na základě ztrát energie při dopadu částice, gravitaci, adhezi, deformaci nánosu a dynamickému tření. Práce je soustředěna na výběr vhodného modelu ulpívání tuhých částic, se zaměřením na modely kritické rychlosti, které vedle lokálních podmínek, vlastností částic a stěny zahrnují i vliv dopadové rychlosti. Byly provedeny citlivostní studie pro posouzení vlivu parametrů modelu a zahrnutí některých dílčích jevů. Simulace byly provedeny na případu experimentálního zařízení pro spalování tuhých paliv a obdržené výsledky porovnány s pozorovanými nánosy., Modelling of particulate fouling based on Computational Fluid Dynamics enables to detect a risk of deposit development and to propose improvements in operating conditions and equipment design. The work focuses on the transport and sticking of solid particles. The size of the particles lies in the range from several up to dozens of m. The conditions correspond to the deposition of particles with a negligible liquid fraction and the deposition occurs due to particle deformation, gravity, adhesion, wall surface roughness, deposit deformation and dynamic friction. An emphasis is put on the selection of a suitable sticking model from the group of critical velocity models, which aside from the local conditions and the particle properties account for the impaction velocity. Sensitivity studies on the model settings were conducted to assess the significance of the model parameters and the included phenomena. The simulations were conducted on the case of an experimental facility for solid fuels combustion. Obtained results were compared to observed deposits.

Simulations of photobioreactors with microalgae-specific cultures is a field that connects microbiology with the multiphase fluid dynamics. With microalgae cultivation, it is necessary to account various phenomena, e.g., multiphase hydrodynamics with water, CO2 bubbles and microalgae, multiphase species mass transfer, radiation transport, light attenuation, growth and culmination of microalgae and their effect on fluid properties. Computational model presented in this doctoral dissertation thesis links multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model. In the thesis, there is an overview of applicable computational models for the given types of photobioreactors. The multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model then draw from this overview. Next, the accuracy of these sub-models was compared with laboratory experiments. As a result, the developed computational model of the photobioreactor can be further extended with other sub-models, i.e., the irradiation model and the biomass growth model., Simulations of photobioreactors with microalgae-specific cultures is a field that connects microbiology with the multiphase fluid dynamics. With microalgae cultivation, it is necessary to account various phenomena, e.g., multiphase hydrodynamics with water, CO2 bubbles and microalgae, multiphase species mass transfer, radiation transport, light attenuation, growth and culmination of microalgae and their effect on fluid properties. Computational model presented in this doctoral dissertation thesis links multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model. In the thesis, there is an overview of applicable computational models for the given types of photobioreactors. The multiphase hydrodynamic model and the species mass transfer model then draw from this overview. Next, the accuracy of these sub-models was compared with laboratory experiments. As a result, the developed computational model of the photobioreactor can be further extended with other sub-models, i.e., the irradiation model and the biomass growth model.

U zařízení na výměnu tepla s hustými svazky trubek je potřeba zajistit rovnoměrné rozdělení pracovní látky napříč svazkem, aby se předešlo různým provozním potížím. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění v trubkovém prostoru těchto zařízení. CFD simulace byly provedeny u sady různých systémů s distribucí do prostředí s konstantním tlakem. Jednotlivé modely se lišily hustotou svazku, jeho velikostí, uspořádáním a průměry jednotlivých trubek. Pracovní látkou byl ve většině případů vzduch, nicméně část modelů byla testována také s vodou. Analýzou dat získaných ze simulací v programu ANSYS Fluent byl dále zkoumán vliv zmíněných parametrů na nerovnoměrnost rozdělení toku a na tlakovou ztrátu ve svazku. Regresní model nezamítl na standardní hladině významnosti hypotézu závislosti nerovnoměrnosti distribuce toku na hustotě a velikosti svazku a plošné hustotě výtoku. V případě tlakových ztrát pak byly zamítnuty všechny parametry kromě plošné hustoty výtoku., Considering heat transfer equipment with dense tube bundles, it is essential to ensure as uniform a fluid distribution into the tubes as possible in order to prevent various operating problems. This bachelor’s thesis therefore focuses on tube-side flow analysis in such equipment. CFD simulations were carried out using a diverse set of flow systems with outflow into a constant-pressure environment. The respective tube bundle geometries differed in densities and sizes, arrangements of the tubes, and tube diameters. Air was used as the working fluid in the majority of the cases, however, some of the simulations were also carried out with water. Data obtained from evaluations in the fluid flow modelling software ANSYS Fluent were further analysed and the influence of the mentioned differentiating parameters on flow distribution non-uniformity and pressure drop was investigated. According to the regression model, the dependence of flow distribution non-uniformity on density and size of the bundle and on mass flow rate per unit outflow area cannot be rejected with the standard significance level. As for pressure drop, the only parameter that was not rejected was mass flow rate per unit outflow area.

Tato bakalářská práce se zabývá odpadovým hospodářstvím v ČR a způsoby, jak je s těmito odpady nakládáno. Produkce odpadů v dnešní době pevně souvisí s fungováním společnosti. Odpady a veškeré problémy spojené s jejich vznikem a zpracováním jsou ožehavými tématy dnešní doby. To souvisí s vývojem technologií v této oblasti a ekologickou šetrností. Odpady vznikají při výrobě i spotřebě každého produktu a skrývají velké množství surovin a energie. Největší problém tedy spočívá v nalezení způsobu, kterým tyto suroviny a energii zpětně získat a využít., This bachelor thesis deals with the waste management in the Czech Republic and the possibilities how these wastes can be processed. In present period the waste production is tightly connected with the running of society. Waste and all the problems associated with their production and processing are delicate issue of present period. This is linked to technology developments and environmental quality in this field. Wastes are generated in both production and consumption of each product and conceal large quantity of raw materials and energy. Therefore, the biggest problem lies in finding the way in which energy and these raw materials are recovered and reused.

Tato bakalářská práce se zabývá tématem komplexního přístupu k řešení systému nakládání s odpady s využitím recyklačních strojů. Práce je rozdělena do pěti kapitol. První kapitola se zabývá odpadem jako ekologickým a ekonomickým problémem. Druhá kapitola se věnuje recyklaci základních druhů odpadů. Kapitola třetí je o legislativě týkající se nakládání s odpady. Čtvrtá kapitola obsahuje srovnání odpadového hospodářství ČR a jiných zemích EU. Pátá kapitola obsahuje vybrané typy strojů využívaných při recyklaci., This bachelor thesis deals with a comprehensive approach to address the waste management system with the use of recycling machines. The work is divided into five chapters. The first chapter deals with waste such as ecological and economic problems. The second chapter examines the basic types of waste recycling. The third chapter concerns the legislation related to the management of waste. The fourth chapter contains a comparison of waste management and other EU countries. The last chapter contains the selected types of machines used in recycling.

Cílem této práce je rozdělení a schématické znázornění jednotlivých typů tepelných výměníků. Popsány jsou příčiny jejich zanášení, problematická místa, monitorování zanášení a možnosti snížení jeho rychlosti. Práce obsahuje také rozbor důsledků zanášení a možné způsoby jejich odstraňování., The aim of this work is to sort and schematically describe single types of heat exchangers. The problems of their fouling, fouling monitoring and fouling speed reduction are discussed as well. This work also contains an analysis of fouling effects and possible ways of their removal.

Hlavním cílem této práce je seznámit se s požadavky specifické procesní aplikace a návrhem výměníku tepla s křížovým tokem pracovních látek a zhodnotit návrh předmětného výměníku pomocí simulačního softwaru. Nejprve jsou v práci prozkoumány provozní podmínky rekuperace odpadního tepla a obecné možnosti návrhu a jsou uvedeny základní rovnice pro tepelný a hydraulický výpočet. Hlavní část práce se zaměřuje na modulární trubkový výměník tepla s křížovým tokem pracovních látek navržený pro experimentální výzkum rekuperace tepla a zanášení ze znečištěných spalin produkovaných spalováním alternativních paliv na VUT v Brně (VUT) na Ústavu procesního inženýrství (UPI). Nejprve je stručně představena situace v testovací laboratoři. Poté je popsán postup návrhu předmětného tepelného výměníku pomocí softwaru HTRI a výsledky jsou shrnuty a porovnány s cílovými požadavky. Následně je analyzována distribuce toku vody v trubkovém prostoru uvnitř jednoho ze čtyř identických modulů výměníku tepla užitím softwaru CDF pomocí tří různých simulačních přístupů. Jsou popsány dva přístupy využívající model turbulence k--SST a jeden přístup využívající model turbulence k--Realizable turbulence. Nakonec jsou diskutovány rozdíly mezi přístupy a výsledky simulací distribuce toku., The main goal of this thesis is to get acquainted with the process requirements and the design of a cross flow heat exchanger, as well as evaluating the design with the help of simulation software. First the operation conditions for waste heat recovery and general design options are examined and the basic thermal and hydraulic equations are presented. The main part of this thesis concentrates on a modular cross flow tubular heat exchanger proposed for experimental research of the heat recovery and fouling process of the flue gas produced from the combustion of alternative at Brno University of Technology (BUT) at the Institute of Process Engineering (UPI). First the given situation in the testing laboratory is briefly explained. Then the simulation of the proposed heat exchanger design with the software HTRI is described and the results are summarized and compared with the target requirements for the design. The tube-side water flow distribution inside of one of four identical heat exchanger modules is analyzed with the help of CDF software using three different simulation approaches. Two approaches using the k--SST turbulence model and one using the k--Realizable turbulence model are described from generating the CAD model over meshing and setting the boundary condition to running the simulation. In the end the differences between the approaches and results of the flow distribution simulations are discussed.

Tato diplomová práce se zabývá návrhem technologických úprav stávající průmyslové jednotky „waste-to-energy“, která slouží k termickému zpracování procesních odplynů obsahujících VOC a CO za vzniku spalin. Hlavním cílem návrhu takových úprav stávající jednotky je zlepšení jejích provozních parametrů s ohledem na ekonomii, ekologii a efektivitu využití tepelné energie. V první části práce byl popsán stávající provoz se všemi významnými procesními parametry. Dále byla identifikována všechna klíčová zařízení sloužící ke zpracování odplynů nebo k využití odpadního tepla. V hlavní části práce je uvedena řada konkrétních úprav stávající jednotky zahrnujících technologii tepelné intenzifikace stávajících výměníků tepla, dále návrh nových a účinnějších výměníků tepla a nakonec zavedení technologie katalytické oxidace za účelem katalytického rozkladu polutantů obsažených v odplynech. Výstupem práce je technické, ekonomické a ekologické srovnání navržených technologických úprav se stávajícím provozem., This diploma thesis is focused on the design of technological modifications of the existing industrial unit „waste-to-energy“, used for thermal treatment of process waste gases containing VOC and CO while flue gas is produced. The main objective of the existing unit modification is to improve its operating parameters considering economy, ecology and energy utilization. In the first part, the current industrial plant was presented with all necessary process data. Furthermore, all the key equipment used for the waste gases treatment or for the utilization of waste heat was identified. In the main part of the thesis there are performed modifications of the existing unit including the technology of existing heat exchangers intensification, the design of new and more efficient heat exchangers and finally the catalytic oxidation technology implementation for the decomposition of pollutants contained in the waste gas. The result of the thesis is a technical, economic and ecological comparison of the proposed technological modifications with the existing operation.

Distribuce tekutiny je důležitá v zařízeních obsahujících svazky trubek s omezeným počtem řad, neboť zajišťuje správnou funkci zařízení a někdy je specifická distribuce nutná k zajištění správného fungování technologie. Tato práce se zaměřuje na analýzu toku v takových zařízeních pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Pro analýzu těchto systémů byly vytvořeny geometrické modely s různými počty řad trubek a různě dlouhými perforovanými částmi. Analýza prokázala výrazný vliv uspořádání vtokových a výtokových hrdel spolu s uspořádáním trubek v trubkovém svazku a jejich počtem. Dále byl vytvořen zjednodušený 1D model využívající koeficient nárůstu statického tlaku, který disponuje výrazně kratšími výpočetními časy. Bylo provedeno porovnání výsledků 1D modelu a CFD výpočtů za účelem stanovení odchylky obou modelů a stanovení jejich použitelnosti., Flow distribution has big importance in equipment with limited tube rows because it provides correct operation and sometimes specific flow distribution for technology purposes is needed. This thesis is focusing on flow analysis in these units using computational fluid dynamics (CFD). For analysis of such systems models with varying tube rows and varying perforated segment lengths were created. Analysis showed significant impact of flow manifold layout along with tube layout and number of tubes. Simplified 1D model using static pressure regain coefficient was created which provides much shorter computational times. Comparison of 1D and CFD models was made to determine field of their usage.

Velmi často je vyžadováno, aby automatizovaná zařízení byla jistým způsobem "inteligentní", tedy aby jejich řídicí systémy uměly emulovat rozhodovací proces. Tato diplomová práce poskytuje obecný formální popis vícehodnotových logických systémů schopných zmíněné emulace a jejich souvislost s teorií fuzzy množin. Jsou uvedeny způsoby vytváření matematických modelů založených na lingvistických datech. Dále se práce zabývá znalostními bázemi a jejich vlastnostmi. Součástí této práce je také počítačový program sloužící k tvorbě slovních modelů., Automated devices are very often required to exhibit some kind of an intelligent behaviour, which means that their control systems must be able to emulate the reasoning process. This diploma thesis provides a general formal description of multivalued logic systems capable of such an emulation and their connection with the fuzzy set theory. Ways of constructing mathematical models based on linguistic data are described. Also, knowledge bases and their properties are discussed. A computer program serving as a linguistic model development tool is a part of this thesis.

Tato diplomová práce se zaměřuje na modelování proudění tekutiny v paralelních distribučních systémech, kde hraje důležitou roli rovnoměrnost distribuce tekutin. Pro tento účel je vytvořen vlastní CFD kód. Kód je napsán v programovacím jazyce Java a používá ke zlepšení výkonu knihovny třetích stran, které se vyznačují přímým přístupem ke hardwarovým a systémovým prostředkům. Kód se také vyznačuje určitými zjednodušeními, u nichž se očekává, že sníží výpočetní časy. Vliv použitých zjednodušujících opatření je vyhodnocen porovnáním výsledků simulací proudění na několika geometriích s údaji získanými z podrobných modelů CFD. Geometrie použitých svazků trubek se odlišují různými uspořádáními toku a trubek a také různým počtem trubek., The focus of this master’s thesis is modelling of fluid flow in parallel distribution systems where the uniformity of fluid distribution plays an important role. For this purpose, a custom CFD code is presented. The code is written in Java programming language and uses third-party low-level libraries for improved performance. The code is also characterised by certain simplifications that are expected to reduce computational times. The effect of employed simplification measures is evaluated by comparing the results of flow simulations on several geometries with the data yielded by detailed CFD models. The geometries of tube bundles are distinguished by different flow and tube arrangements and also by a different number of tubes.

U zařízení na výměnu tepla s hustými svazky trubek je potřeba zajistit rovnoměrné rozdělení pracovní látky napříč svazkem, aby se předešlo různým provozním potížím. Tato práce se proto zaměřila na analýzu proudění v trubkovém prostoru těchto zařízení. CFD simulace byly provedeny u sady různých systémů s distribucí do prostředí s konstantním tlakem. Jednotlivé modely se lišily hustotou svazku, jeho velikostí, uspořádáním a průměry jednotlivých trubek. Pracovní látkou byl ve většině případů vzduch, nicméně část modelů byla testována také s vodou. Analýzou dat získaných ze simulací v programu ANSYS Fluent byl dále zkoumán vliv zmíněných parametrů na nerovnoměrnost rozdělení toku a na tlakovou ztrátu ve svazku. Regresní model nezamítl na standardní hladině významnosti hypotézu závislosti nerovnoměrnosti distribuce toku na hustotě a velikosti svazku a plošné hustotě výtoku. V případě tlakových ztrát pak byly zamítnuty všechny parametry kromě plošné hustoty výtoku., Considering heat transfer equipment with dense tube bundles, it is essential to ensure as uniform a fluid distribution into the tubes as possible in order to prevent various operating problems. This bachelor’s thesis therefore focuses on tube-side flow analysis in such equipment. CFD simulations were carried out using a diverse set of flow systems with outflow into a constant-pressure environment. The respective tube bundle geometries differed in densities and sizes, arrangements of the tubes, and tube diameters. Air was used as the working fluid in the majority of the cases, however, some of the simulations were also carried out with water. Data obtained from evaluations in the fluid flow modelling software ANSYS Fluent were further analysed and the influence of the mentioned differentiating parameters on flow distribution non-uniformity and pressure drop was investigated. According to the regression model, the dependence of flow distribution non-uniformity on density and size of the bundle and on mass flow rate per unit outflow area cannot be rejected with the standard significance level. As for pressure drop, the only parameter that was not rejected was mass flow rate per unit outflow area.

Diplomová práce je zaměřena na seznámení s moderními technikami a postupy procesního systémového inženýrství pro identifikaci úspor energie. Procesní systémové inženýrství je v tomto případě aplikováno na problematiku sítí tepelných výměníků a za účelem úspory energie je zde řešena jejich rekonstrukce. Pro rekonstrukci výměníkových sítí je popsána aktuální metoda network pinch, která využívá možností matematického programování. Metoda je uvedena v porovnání s vývojově staršími metodami, a to hlavně s PDM. Dále je zpracován postup výpočtu touto metodou a v prostředí softwaru Maple je aplikován na případ rekonstrukce výměníkové sítě v procesu hydrogenační rafinace oleje. Součástí práce je zhodnocení obdržených výsledků včetně diskuze k vlastnostem použité metody., The master’s thesis is focused on familiarization with modern techniques and procedures of process system engineering for identification of energy savings. In this case, process system engineering is applied to the issue of heat exchanger networks and in order to save energy, their retrofit is solved here. The current network pinch method, which uses mathematical programming options, is described for the retrofit of the heat exchanger networks. The method is presented in comparison to older development methods, mainly with the PDM. In addition, the calculation procedure is also developed by this method and in the Maple software environment it is applied to the case of heat exchanger network retrofit in the process of hydrogenation refining of oil. Part of the thesis is an evaluation of the results obtained, including a discussion of the properties of the method used.