Search

The present article deals with transient thermal stress calculation on a safety horizontal shell and tube condenser. This condenser is used in a power plant for cooling of hot steam diverted from the turbine in the case of its emergency shutdown. The standard stress calculation was provided according to the EN 13445 standard in steady regime. As consistent with this calculation, an expansion joint must be used on the shell. The main aim of this article is to describe a detailed calculation of the transient temperature field on the shell and tubes, using finite element method analysis, and longitudinal thermal stresses on the shell and tubes during the start-up process. Transient analyses are useable for more accurate EN 13445 calculation and, furthermore, for fatigue calculation.

One of the negative technological factors that often have a significant impact on the environment is the leakage of operating media (so-called fugitive emissions), which most often occurs at different separable joints. Therefore, high demands are placed on the joints - they must have sufficient strength to maintain pressure and other loads and also be tight enough to avoid undesired leaks. For a large part of such joints, standard flanges or flanges designed according to standards are used, in the European Union in particular according to EN 1092-1, EN 1591-1 and EN 13445-3. Although the strength of such flanges is sufficient for most applications, the basic design methods do not cover the tightness of flange joints and their emissions completely. A case inspired by industrial practice with a history of insufficient tightness resulting in leaks is investigated using FEA and EN 1591. The flange joint is modelled in software ANSYS 2019 R2 with parts of adjacent shells to take their effect into account. The goal of the analyses is estimation of gasket contact pressures resulting from load history. The pressures are directly related to the seal tightness. Lastly, effect of shell shape modification on the gasket pressures is also investigated and the results are compared with those from the original configuration. Effects of resulting pressures on seal tightness are discussed. © 2020 Institute of Physics Publishing. All rights reserved.

This paper is focused on the estimation of temperature distribution on superheater tube bundles for the consequent creep damage evaluation. The precision of estimated temperatures is very important because it significantly affects residual creep life. Conditions in the tube bundle can be simulated using CFD, however, a full 3D simulation would be computationally intensive and not fit for practical use. In order to mitigate this issue, the new approach considered in this paper uses a series of 2D CFD simulations in multiple sections using known inlet flow conditions. Those conditions have been investigated in previous work using 3D CFD simulation of flue gas flow starting in the combustion chamber and ending just before the superheater in the second pass. The paper also deals with possible temperature differences that may arise due to simplifications in the proposed approach. Lastly, the residual creep life is estimated using obtained temperature distribution on the tube bundle.

This paper deals with the temperature field of the shell and tube heat exchanger with segmental baffles. Two different types of shell and tube heat exchangers were analysed by a numerical model for thermal-hydraulic rating called the cell method. The cell method is a numerical computational model for calculating of temperature field of a shell and tube heat exchanger with segmental baffles. A huge benefit of the cell method is especially its simplicity. The computation of temperature field by the cell method is very fast and without the necessity of powerful hardware accessories. For analyses, two different types of shell and tube heat exchangers with segmental baffles were used. First, a co-current flow heat exchanger with a floating head and second a counter-current flow heat exchanger with a fixed tubesheet. Both analysed heat exchangers are horizontal, have one tube and one shell pass and segmental baffles. The results from cell method were compared with results from the HTRI, which is one of the most widely used commercial software for solving thermal-hydraulic rating of heat exchangers. The scope of this paper is to assess how exact the cell method is and if its results are useful for a mechanical design of shell and tube heat exchanger with segmental baffles.

The recent trend in the steam and electricity production has been both to increase the efficiency of the facility and to keep tightening legislation concerning emission limits. The lifetime of energy equipment is greatly influenced by the operating temperature, pressure and operating characteristics. The new conditions lead the operator to more often changes of these parameters, which has negative influence to the facility in terms of service life. Precise knowledge of the facility being operated and the ability to predict the residual life of its key parts in time is therefore necessary. A new methodology for determining the residual life and evaluating problematic situations of medium size boilers was developed at Brno University of Technology. Its approaches and advantages will be presented in this paper. The methodology provides the user with approaches for the lifetime evaluation of an equipment as a whole, based on detailed knowledge of the equipment being investigated and the ongoing damage. Additionally, if the equipment is continuously evaluated, it is possible to extend the inspection interval or to achieve a significantly higher lifetime of the entire equipment, thereby reducing the economic cost. If defined criteria are met, the methodology also allows inclusion of FEM and CFD simulations for achieving higher relevance of the results.

Industrial boiler damage is a common phenomenon encountered in boiler operation normally which usually lasts several decades. Since boiler shutdown may be required because of localized failures, it is crucial to predict the most vulnerable parts. If damage occurs, it is necessary to perform root cause analysis and devise corrective measures (repairs, design modification, etc.). Boiler tube bundles, such as those in superheaters, preheaters and reheaters, are the most exposed and often the most damaged boiler parts. Both short-term and long-term overheating are common causes of tube failures. In these cases, the design temperatures are exceeded, which often results in decrease in remaining creep life. Advanced models for damage evaluation require temperature history, which is available only in rare cases when it has been measured for the whole service life. However, in most cases it is necessary to estimate the temperature history from available operation history data (inlet and outlet pressures and temperatures etc.). The task may be very challenging because of the combination of complex flow behavior in the flue gas domain and heat transfer phenomena. This paper focuses on estimating thermal load on superheater tubes via Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation of flue gas flow including heat transfer within the domain consisting of a furnace and a part of the first stage of the boiler.

Vaječné skořápky obsahují řadu významných složek, které je z nich možné vytěžit, proto jsou považovány jako perspektivní surovina pro další zpracování. Tato bakalářská práce se zabývá zajištěním vhodného dopravního zařízení pro transport vaječných skořápek. Cílem práce je provést rešerši vhodného zařízení pro přepravu a vybrat nejvhodnější řešení. Po vhodném výběru následuje výpočtová část, která je provedena v programovacím jazyce Python, a dle které se zvolí jednotlivé konstrukční díly dopravníku. Celé zařízení je následně vymodelováno v programu SolidWorks spolu s příslušnou výkresovou dokumentací sestavy., Eggshells contain a number of important components that can be extracted from them, so they are considered as a promising raw material for further processing. This bachelor thesis deals with ensuring proper transport device for transporting eggshells.The goal of this work is to search for suitable device for transport and to choose the most suitable solution. The appropriate selection is followed by a calculation part, which is made in the programming language Python, and according to which the individual components of the conveyor are selected. The entire device is then modeled in SolidWorks along with the associated assembly drawing documentation.

Tato práce se zaměřuje na návrh mechanizmu natáčení trubic pro fotobioreaktor. Součástí práce je seznámení s různými druhy fotobioreaktorů. Hlavní část práce je věnována návrhu několika mechanismů natáčení a tvorbě jejich 3D modelů. Na závěr jsou jednotlivé mechanismy porovnány po finanční stránce., This thesis is focused on designing rotational mechanism for a photobioreactor. Part of this work is dedicated to the basic division of photobioreactors. The main part is about designing several mechanisms of rotation. In the end there is a financial comparison of the designed mechanisms.

Práce se zabývá optimalizací osvětlení hydroponických systémů z hlediska energetické náročnosti pomocí zdvihacího mechanismu. Zakládá se na volbě vhodného osvětlení, řešení zdvihu a možnosti nenáročné automatizace. Úvodní část rozebírá základní principy a varianty hydroponických farem, jejich výhody, nevýhody a popis dílčích částí. Jelikož je práce zaměřena na návrh mechanismu zdvihače světel, práce detailněji popisuje různé typy osvětlení pro pěstování rostlin a taktéž různé zdvihací mechanismy, ze kterých je zvolen nejvíce vhodný. Následně byl vytvořen 3D model zvoleného mechanismu a vypracována pohybová studie. Na závěr praktické části byl realizován výpočet cenové návratnosti., The work deals with the optimization of lighting for hydroponic systems in terms of energy efficiency, using a lifting mechanism. It is based on the selection of a suitable lighting, stroke solutions and the possibility of simple automation. The introductory part analyzes the basic principles and variants of hydroponic farms, their advantages, disadvantages and description of partial parts. The work is focused on the design of the light lifter mechanism, so it describes in more detail the different types of lighting for growing plants, and also summarizes the various lifting mechanisms from which it is chosen the most suitable. Subsequently, a 3D model of the selected mechanism was created including a motion study. The final part of the practical part was the price return calculation of the mentioned mechanism.

Tato bakalářská práce je cílena na hodnocení vybraných degradačních mechanismů, které se vyskytují u procesních zařízení. Hodnocení má nepochybně význam z hlediska bezpečnosti a predikce zbytkové životnosti. Tato problematika je v práci demonstrována na dvou mechanismech. První z nich se objevuje v prostředích se zvýšenou teplotou, jedná se o jev zvaný tečení materiálu. Teoretická část práce pokrývá základní principy mechanismu tečení a jeho vliv na materiál. Okrajovým ale nezanedbatelným problémem je výskyt tohoto poškození ve svarových spojích. Predikcí a posouzením tečení se zaobírá značná část norem. Součástí této práce je zmapování a do určité míry i porovnaní několika vybraných postupů. Druhý uvedený degradační mechanismus souvisí s přítomností agresivních sloučenin jako je sulfan neboli sirovodík. Ten může vést k vodíkové křehkosti, puchýřům a mnoha dalším poškozením. Podobně jako u tečení, i pro tyto mechanismy je v práci vytvořen přehled norem, které se věnují návrhu, hodnocení nebo údržbě takto používaných zařízení. Obsahem praktické části této práce je výpočet hodnocení takového zařízení za využití postupů normy API 579-1., This bachelor thesis is aimed at the evaluation of selected degradation mechanisms which occurs in process equipment. The assessment is undoubtedly important in terms of safety and prediction of residual life. This issue is demonstrated by two mechanisms described in this thesis. A phenomenon called creep is the first of these mechanisms and appears in environments with elevated temperature. The theoretical part of the thesis covers the basic principles of the creep mechanism and its effect on the material. A marginal but not negligible problem is the occurrence of this damage in welded joints. Many standards deal with the prediction and assessment of creep. Part of this thesis is the mapping and to some extent a comparison of several selected procedures. The second degradation mechanism is related to the presence of aggressive compounds such as sulfide. This can lead to hydrogen embrittlement, blisters, and many other damages. As with creep, an overview of standards devoted to the design, evaluation, or maintenance of equipment used in this way is created for these mechanisms. The content of the practical part of this thesis is the calculation of the evaluation of such a device by using the procedures of the API 579-1 standard.

Tato práce se zabývá mikrořasami a jejich vlastnostmi. V rámci práce byla provedena rešerše využívaných mikrořas a zkoumány možnosti pěstování v oblasti střední Evropy. Dále byly analyzovány metody sklízení a sušení mikrořas a proveden experiment s využitím perspektivní metody sušení sprejovou sušárnou. V rámci rešerše byly zjištěny vlastnosti a možnosti využití mikrořas. Byly zkoumány různé druhy mikrořas, jejich nutriční hodnoty a možnosti využití v rozsáhlém spektru aplikací. Zkoumány byly také možnosti pěstování mikrořas v oblasti střední Evropy, včetně využití odpadních vod a obnovitelných zdrojů energie. Analyzovány byly metody sklízení a sušení mikrořas. Byly zkoumány výhody a nevýhody různých metod, jako je například flokulace, centrifugace, a sušení sprejovou sušárnou. Experiment byl proveden s využitím metody sušení sprejovou sušárnou. Výsledky experimentu ukázaly, že tato metoda je efektivní a umožňuje dosáhnout vysoké kvality a čistoty sušených mikrořas. Práce se také zabývá možnostmi dalšího vývoje a využití mikrořas. Byly popsány možnosti využití mikrořas jako potravinových doplňků a jako alternativy k tradičním zdrojům bílkovin. Zmíněny byly také možnosti využití mikrořas v oblasti farmacie a kosmetiky. Závěrem, tato práce přinesla informace o využívání mikrořas a metodách pěstování, sklízení a sušení. Z výsledků práce lze usoudit, že mikrořasy mají velký potenciál pro další vývoj a využití v různých odvětvích průmyslu., This work describe microalgae and their properties. Within the scope of the work, a research was conducted on the utilized microalgae and the possibilities of cultivation in the Central European region were examined. Furthermore, harvesting and drying methods for microalgae were analyzed, and an experiment was conducted using a promising spray drying method. The research revealed the properties and potential uses of microalgae. Various types of microalgae, their nutritional values, and possibilities of application in a wide range of fields were investigated. The cultivation possibilities of microalgae in the Central European region, including the utilization of wastewater and renewable energy sources, were also examined. Harvesting and drying methods for microalgae were analyzed, considering the advantages and disadvantages of different techniques such as flocculation, centrifugation, and spray drying. An experiment utilizing the spray drying method was conducted, and the results showed that this method is effective and enables the achievement of high quality and purity of dried microalgae. The work also explores the possibilities of further development and utilization of microalgae. It describes the potential use of microalgae as food supplements and as alternatives to traditional protein sources. Additionally, the potential applications of microalgae in the pharmaceutical and cosmetic industries were mentioned. In conclusion, this work provides information on the utilization of microalgae and the methods of cultivation, harvesting, and drying. The results suggest that microalgae have great potential for further development and utilization in various industries.

Tato bakalářská práce se věnuje open-source softwarům pro vytváření výpočtových sítí pro CFD simulace. V úvodní kapitole je představeno výpočtové modelování tekutin, stručně popsány řídící rovnice a proveden úvod do diskretizace výpočtových domén. Druhá kapitola se zabývá rešerší softwarů určených k vytváření výpočtových sítí. Programy jsou v této kapitole popsány z pohledu uživatelského prostředí, možností tvorby sítě, a další. V poslední kapitole je provedeno srovnání dvou vybraných programů na reálném problému. V obou programech byla vytvořena síť, která byla vypočtena v softwaru Fluent. Výsledky výpočtu jsou následně porovnány., This thesis is devoted to open-source software for meshing in CFD simulations. In the opening chapter, there is introduced the computational modeling of fluid, briefly described governing equations and an introduction to the discretization of computational domain. The second chapter deals with the available mesh software. The programs are described in this chapter from the perspective of the user interface, the ability to create meshes, etc. The last chapter, there is a comparison of two selected programs on a real problem. In both programs was created a mesh which was calculated in the software Fluent. Then the calculation results are compared.

Hlavnou náplňou danej práce je priblíženie rôznych typov horákov a ich súčastí. Dôraz sa kladie najmä na spaľovací proces s obsahom kyslíku viac ako 21 %, v spaľovacom vzduchu. V anglickej terminológii je tento proces označovaný ako „oxygen-enhanced combustion“ (OEC). Práca sa zameriava na jeho charakteristiku, možnosti a vhodnosť jeho použitia. Keďže pri manipulácii s kyslíkom hrozí určité nebezpečenstvo zranenia, práca sa zameriava aj na posúdenie bezpečnosti a rizík s tým spojenými. Vzhľadom na to, že proces spaľovania za podmienok OEC sa výrazne odlišuje od podmienok spaľovania s atmosférickým vzduchom, v práci je vypracovaná aj analýza vplyvu obsahu kyslíka v atmosférickom vzduchu na adiabatickú teplotu plameňa a spotrebu paliva., The main purpose of the bachelor thesis is the discussion of different types of burners and their components. Emphasis is placed mainly on the combustion process with oxygen content more than 21 % in the combustion air, the so called oxygen-enhanced combustion (OEC). The thesis describes characteristic features, possibilities and appropriateness of its use. Since in handling of oxygen there is a level of risk of injury, the thesis also assesses the safety and risks associated therewith. As the combustion process in terms of OEC is significantly different from the conditions of combustion with the atmospheric air, the thesis analyses the impact of the content of oxygen in atmospheric air on flue gas temperature and fuel consumption.

Náplní teoretické části této bakalářské práce je popis kultivačních fotobioreaktorů, srovnání jednotlivých typů kultivačních zařízení, základní parametry ovlivňující účinnost produkce biomasy a problematika tvorby nánosů na vnitřním povrchu fotobioreaktoru. Pozornost je přitom zaměřena na vliv tvorby nánosů na růst mikrořas v trubicovém fotobioraktoru. Jeli-kož je usazeninami ovlivňována výsledná intenzita světla v suspenzi v trubicích, reflektuje se tento jev na celkové účinnosti kultivace a výtěžku biomasy. V praktické části je uveden průběh měření provedeném ve vertikálním trubicovém fotobio-reaktoru určeném pro čištění spalin pomocí mikrořasy Chlorella pyrenoidos Chick (IPPAS C2). Cílem bylo vyřešit problematiku pěnění, které následně způsobilo usazeniny v trubicích, případně i dalších částech systému. Za tímto účelem byla otestována dvě opatře-ní: • mechanické v podobě drátěnky, • chemické za použití slunečnicového oleje. Naměřené hodnoty byly podkladem pro určení vlivu nánosů na intenzitu světla a taktéž po-sloužily k vyhodnocení funkčnosti testovaných opatření., The content of the theoretical part of this bachelor thesis is a description of the tubular pho-tobioreactors, comparison of the individual types of the cultivation devices, the fundamental parameters influencing the efficiency of biomass production, and problems of formation of deposits on the inner surface of the photobioreactor. The attention is focused on the effect of sediment formation on the growth of microalgae in the tubular photobioreactor. Since the sediments affect the resulting light intensity in the suspension in the tubes, this phenomenon is reflected in the overall cultivation efficiency and the biomass yield. The practical part presents the course of measurements performed in the vertical tubular photobioreactor designed for flue gas cleaning using the microalgae Chlorella pyrenoidos Chick (IPPAS C2). The aim was to solve the problem of foaming, which subsequently caused deposits in the system's tubes or other parts. To this end, two measures were tested: • the mechanical one in the form of a wire mesh, • the chemical one using sunflower oil. The measured values were the basis for determining the effect of deposits on light intensity and also served to evaluate the functionality of the tested measures.

Tato bakalářská práce se zaměřuje na pevnostní výpočet výměníku tepla dle ČSN EN 13445. Počáteční část se zabývá úvodem do problematiky výměníků tepla a jejich výpočtem. V další části je proveden samotný výpočet výměníku tepla dle ČSN EN 13445. Součástí práce je také pevnostní analýza některých součástí pomocí numerické metody (MKP). Přílohy obsahují výpočtový program v software Microsoft Excel a základní výkresovou dokumentaci komponent., This bachelor thesis focuses on strength calculation of a heat exchanger according to ČSN EN 13445. First stage is an introduction into the theme of heat exchangers and their calculation. Next part is about the calculation according to ČSN EN 13445 itself. Part of this thesis is also strength analysis of selected items using numerical method (FEM). Annexes include calculation in software Microsoft Excel and basic drawings of items.

Diplomová práce je zaměřena na oblast tepelných výměníků. Její teoretická část seznamuje čtenáře s tepelnými výměníky. Praktická část se zaměřuje na návrh komory výměníku tepla. Praktická část obsahuje pevnostní výpočet dle normy ČSN EN 13445. Rozměry trubkovnice jsou stanoveny v programu Visual vessel design. Na základě těchto parametrů je vytvořen 3D model a provedena analýza v programu ANSYS Workbench. Výstupem je vyhodnocení výsledků analýzy za pomoci kategorizace napětí. Součástí praktické práce je také základní výkresová dokumentace tepelného výměníku., The master thesis is focused on the field of heat exchangers. Theoretical part makes the reader familiar with heat exchangers. Practical part is focused on design of chamber, which is part of heat exchanger. Practical part consists of strength calculation by standard ČSN EN 13445. Dimensions of tube sheet are gained in program Visual vessel design. Those parameters are used for creating of 3D model with accurate dimensions which is analyzed in ANSYS Workbench. Output of this analysis is evaluation by stress classification. Practical part is supplemented by drawing of heat exchanger.

Tato bakalářská práce se věnuje open-source softwarům pro vytváření výpočtových sítí pro CFD simulace. V úvodní kapitole je představeno výpočtové modelování tekutin, stručně popsány řídící rovnice a proveden úvod do diskretizace výpočtových domén. Druhá kapitola se zabývá rešerší softwarů určených k vytváření výpočtových sítí. Programy jsou v této kapitole popsány z pohledu uživatelského prostředí, možností tvorby sítě, a další. V poslední kapitole je provedeno srovnání dvou vybraných programů na reálném problému. V obou programech byla vytvořena síť, která byla vypočtena v softwaru Fluent. Výsledky výpočtu jsou následně porovnány., This thesis is devoted to open-source software for meshing in CFD simulations. In the opening chapter, there is introduced the computational modeling of fluid, briefly described governing equations and an introduction to the discretization of computational domain. The second chapter deals with the available mesh software. The programs are described in this chapter from the perspective of the user interface, the ability to create meshes, etc. The last chapter, there is a comparison of two selected programs on a real problem. In both programs was created a mesh which was calculated in the software Fluent. Then the calculation results are compared.

Tato práce se zabývá mikrořasami a jejich vlastnostmi. V rámci práce byla provedena rešerše využívaných mikrořas a zkoumány možnosti pěstování v oblasti střední Evropy. Dále byly analyzovány metody sklízení a sušení mikrořas a proveden experiment s využitím perspektivní metody sušení sprejovou sušárnou. V rámci rešerše byly zjištěny vlastnosti a možnosti využití mikrořas. Byly zkoumány různé druhy mikrořas, jejich nutriční hodnoty a možnosti využití v rozsáhlém spektru aplikací. Zkoumány byly také možnosti pěstování mikrořas v oblasti střední Evropy, včetně využití odpadních vod a obnovitelných zdrojů energie. Analyzovány byly metody sklízení a sušení mikrořas. Byly zkoumány výhody a nevýhody různých metod, jako je například flokulace, centrifugace, a sušení sprejovou sušárnou. Experiment byl proveden s využitím metody sušení sprejovou sušárnou. Výsledky experimentu ukázaly, že tato metoda je efektivní a umožňuje dosáhnout vysoké kvality a čistoty sušených mikrořas. Práce se také zabývá možnostmi dalšího vývoje a využití mikrořas. Byly popsány možnosti využití mikrořas jako potravinových doplňků a jako alternativy k tradičním zdrojům bílkovin. Zmíněny byly také možnosti využití mikrořas v oblasti farmacie a kosmetiky. Závěrem, tato práce přinesla informace o využívání mikrořas a metodách pěstování, sklízení a sušení. Z výsledků práce lze usoudit, že mikrořasy mají velký potenciál pro další vývoj a využití v různých odvětvích průmyslu., This work describe microalgae and their properties. Within the scope of the work, a research was conducted on the utilized microalgae and the possibilities of cultivation in the Central European region were examined. Furthermore, harvesting and drying methods for microalgae were analyzed, and an experiment was conducted using a promising spray drying method. The research revealed the properties and potential uses of microalgae. Various types of microalgae, their nutritional values, and possibilities of application in a wide range of fields were investigated. The cultivation possibilities of microalgae in the Central European region, including the utilization of wastewater and renewable energy sources, were also examined. Harvesting and drying methods for microalgae were analyzed, considering the advantages and disadvantages of different techniques such as flocculation, centrifugation, and spray drying. An experiment utilizing the spray drying method was conducted, and the results showed that this method is effective and enables the achievement of high quality and purity of dried microalgae. The work also explores the possibilities of further development and utilization of microalgae. It describes the potential use of microalgae as food supplements and as alternatives to traditional protein sources. Additionally, the potential applications of microalgae in the pharmaceutical and cosmetic industries were mentioned. In conclusion, this work provides information on the utilization of microalgae and the methods of cultivation, harvesting, and drying. The results suggest that microalgae have great potential for further development and utilization in various industries.

Tato bakalářská práce řeší problematiku kultivace mikrořas v uměle vytvořeném prostředí – bioreaktoru. Cílem je systematické představení faktorů ovlivňující růst mikrořas a nalezení způsobu jejich automatického řízení. V současnosti převládají bioreaktory laboratorní, u nichž probíhá většina obsluhy manuálně. S rostoucím zájmem o tyto technologie roste i množství prováděných poloprovozních testů s různými druhy mikrořas. Tyto kultivační testy bude třeba pro potřeby budoucího výzkumu a vývoje automatizovat. Práce si zakládá na důkladné rešerši odborné literatury, zejména vědeckých článků. V první části je čtenář seznámen s obrovským potenciálem využití mikrořas v různých odvětvích, počínaje potravinářským průmyslem, přes čištění odpadních vod, konče sekvestrací CO2 z ovzduší nebo odpadních plynů. Poté práce představuje faktory ovlivňující jejich růst a nakonec je popsán systém potřebných zařízení a senzorů důležitých pro automatické řízení tohoto procesu. Bakalářská práce tedy přináší shrnutí informací důležitých pro konstrukci a bezobslužný provoz mikrořasového bioreaktoru s ohledem na maximalizaci produktivity., The bachelor’s thesis discusses the matter of cultivation of microalgae in an artificially altered environment – bioreactor. The aim of the thesis is to determine and present the factors influencing the growth of microalgae and to find means of automated regulation of such factors. Nowadays, the majority of bioreactors are laboratory ones and are mostly being operated manually. The recent increase in demand for this technology results in many pilot-plant tests with a wide variety of microalgae. Tests such as these will be required to be automated to serve properly in future research. The thesis is based on professional literature and articles. The first part is to familiarize the reader with the wide number of potential applications of microalgae technology in various fields, such as the food industry, water treatment or separation of CO2 from ambient air or waste gas. The next segment presents the factors influencing the growth of microalgae and lastly the system of required equipment and sensors for automated operation is described. The bachelor’s thesis summarizes the important information necessary for the construction and unattended operation of microalgae bioreactor with respect to maximalization of productivity.

Vaječné skořápky obsahují řadu významných složek, které je z nich možné vytěžit, proto jsou považovány jako perspektivní surovina pro další zpracování. Tato bakalářská práce se zabývá zajištěním vhodného dopravního zařízení pro transport vaječných skořápek. Cílem práce je provést rešerši vhodného zařízení pro přepravu a vybrat nejvhodnější řešení. Po vhodném výběru následuje výpočtová část, která je provedena v programovacím jazyce Python, a dle které se zvolí jednotlivé konstrukční díly dopravníku. Celé zařízení je následně vymodelováno v programu SolidWorks spolu s příslušnou výkresovou dokumentací sestavy., Eggshells contain a number of important components that can be extracted from them, so they are considered as a promising raw material for further processing. This bachelor thesis deals with ensuring proper transport device for transporting eggshells.The goal of this work is to search for suitable device for transport and to choose the most suitable solution. The appropriate selection is followed by a calculation part, which is made in the programming language Python, and according to which the individual components of the conveyor are selected. The entire device is then modeled in SolidWorks along with the associated assembly drawing documentation.

Potravinářský průmysl zaujímá významné místo v odvětví zvaném procesní inženýrství. Z pohledu návrhu procesních zařízení do potravinářství je nutné klást důraz na hygienické požadavky, přesnou výrobu, spolehlivost, a především bezpečnost navržené technologie. Diplomová práce je zaměřena na Komplexní návrh mini sýrárny. Diplomová práce popisuje technologický a konstrukční návrh technologie. Součástí práce je také základní návrh měření a regulace, realizace návrhu, najetí technologie a následné odladění nedostatků., Food industry occupies a prominent place in branch of process engineering. From design process equipment point of view, great emphasis is placed on hygienic requirements, accuracy, reliability and above all safety. The diploma thesis is focused on comprihensive design of milk heating technology for cheese production with high-temperature curd. The diploma thesis describes technological and constructional design of technology. The diploma thesis also contains basic design of measurement and regulation.

Světlo je jedním z klíčových faktorů ovlivňující růst fotoautotrofních řas ve fotobioreaktorech. Aby kultivace v takovém zařízení byla optimální je zapotřebí docílit dostatečného přístupu světelného záření k mikrořasám, zejména potřebná je dostatečná intenzita osvitu. V této práci je věnována značná pozornost vlivu světla během celého procesu fotosyntézy. Detailně jsou zhodnocena možná řešení osvitu fotobioreaktoru přírodním i umělým světlem včetně popisu jeho hlavních parametrů. Byl proveden návrh regulovatelného osvětlení pro nově vyvíjený fotobioreaktor s osmi horizontálními trubicemi a kontrolní výpočet PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density). Následně bylo navrhnuté osvětlení implementované na nově postavený fotobioreaktor, který sloužil k testování vlivu délky fotoperiody a zabarvení LED světel na samotnou kultivaci mikrořasy. Na základě těchto dat bylo možné stanovit optimální délku fotoperiody, přičemž testovány byly poměry 12:12, 18:6 a 24:0 (světelná fáze:temnostní fáze). Na závěr práce byla pro zhodnocení prostorového rozložení osvětlení fotobioreaktoru provedena CFD simulace vybraných trubic fotobioreaktoru pomocí simulačního programu ANSYS FLUENT., Light is one of the key elements affecting the growth of photoautotrophic algae in photobioreactors. For optimal cultivation in such a device, sufficient access to light radiation to the microalgae is required sufficient light intensity is needed. In this work, considerable attention is paid to the influence of light during the whole photosynthesis process. Viable solutions for the illumination of the photobioreactor by natural and artificial light are evaluated in detail, including a description of its main parameters. The design of a programmable illumination for a newly designed photobioreactor with eight horizontal tubes and a control calculation of PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) were performed. Afterwards, the designed illumination was implemented on the newly built photobioreactor to evaluate the effect of photoperiod length and LED light coloration on the actual microalgae cultivation. Based on these data, the optimal photoperiod length could be determined, and ratios of 12:12, 18:6, and 24:0 (light phase:dark phase) were tested. Finally, to evaluate the spatial distribution of the photobioreactor illumination, CFD simulations of selected photobioreactor tubes were performed using simulation software ANSYS FLUENT.

Dizertačná práca sa zaoberá aplikáciou pokročilých metód hodnotenia poškodenia trubkových zväzkov v kotloch so zameraním na poškodenie vplyvom teploty. Cieľom je navrhnúť postup riešenia problematiky a ukázať možnosti moderných prístupov. Práca popisuje rôzne typy poškodenia, ktoré sa môžu objaviť v priemyselných kotloch. Hlavný dôraz je kladený na najexponovanejšie a často aj najviac poškodzované časti, ktorými sú trubkové zväzky, napríklad prehrievače pary. Keďže poškodenie zariadenia je nežiaduce a často vedie k úniku média, poprípade až k odstávke, je nutné rýchlo reagovať a čo najskôr odhaliť príčinu a zabezpečiť nápravu. Jednotlivé typy poškodenia sú rozdelené do piatich základných skupín podľa mechanizmu poškodzovania. Jedným z najvýznamnejších vplyvov na životnosť má teplota zapríčiňujúca krátkodobé alebo dlhodobé prehriatie trubkových zväzkov. Tento typ poškodenia, znižujúci creepovú životnosť, nastane pri prekročení návrhovej teploty. Pre určenie poškodenia vplyvom teploty je však potrebná história reálnej povrchovej teploty zväzku trubiek, ktorá však pri zariadeniach často chýba. Pri hodnotení poškodenia je preto nutné potrebné teploty dopočítať na základe dostupných informácií (vstupné a výstupné teploty a tlaky atď.). To však môže byť zložité z dôvodu kombinácie komplexného prúdenia pracovných látok (najmä spalín) a prenosu tepla. V práci sú s ohľadom na dostupné dáta navrhnuté postupy a metódy prístupu pre získanie požadovaných informácií pre vyhodnotenie creepovej životnosti kotla. V prvom kroku navrhovaného postupu je vykonaný tepelne-hydraulický výpočet a následne určené teplotné zaťaženia trubiek prehrievača kotla pri spaľovaní zemného plynu s využitím CFD simulácie. V ďalšom kroku je určená povrchová teplota trubiek využitá pre výpočet poškodenia vplyvom teploty so zameraním na odhad creepovej životnosti. Nakoľko životnosť je v značnej miere ovplyvňovaná nedokonalosťami, v závere práce je zhodnotený vplyv oxidovej vrstvy na vnútornej strane trubky, This thesis is focused on the application of advanced methods for evaluating damage to boiler tubes, specifically temperature related damage. The aim of this work is to develop an improved damage evaluation procedure utilizing capabilities of modern approaches. This work describes various types of industrial boiler damage. The main focus is on the most exposed and often the most damaged parts of boilers, which are tube bundles (for example, superheaters). Equipment damage is undesirable and often leads to leakages or even to the boiler shutting down. Therefore, it is necessary to find the problem as soon as possible and make the required changes to prevent further damage. The damage types are divided into five categories based on the damage mechanism. Temperature has one of the biggest influences on damage and it may cause short-term or long-term overheating in the tube bundles. This type of damage occurs when the designated temperature is exceeded and results in reduced creep life. It is necessary to know the real surface temperature history of the tube bundle to estimate temperature related damage, however this is often not available. Therefore, it is necessary to calculate those temperatures based on the available data (i.e. inlet and outlet temperatures and pressures). This is real challenge due to the combination of complex flows of the working substances (mainly flue gasses) and heat transfer. Considering available data, new approach is proposed in order to obtain information required for residual creep life estimation. In the first step, thermal – hydraulic calculation is performed followed by a thermal load estimation of a superheater tube bundle in a natural gas fired boiler, using CFD simulations. In the next step, the surface temperature is evaluated and used to determine the temperature related damage, specifically the creep life estimation. The life expectancy is in some ways influenced by imperfections, and therefore at the end of this thesis the influ

Táto bakalárska práca sa zaoberá kontrolným a návrhovým pevnostným výpočtom parného bubna priemyselného kotla na spaľovanie vzducho-čpavkovej zmesi. V úvode práce je spracovaná rešerš zameraná na priemyselné parné kotle, ďalej je bližšie popísaný predmetný kotol nachádzajúci sa na prevádzke na výrobu kyseliny dusičnej v chemickej spoločnosti DUSLO a. s., ktorého súčasťou je riešený parný bubon. Práca sa ďalej venuje významu a funkcii parného bubna a pomocou programu Virtual Vessel Design je uskutočnený kontrolný pevnostný výpočet podľa ČSN EN 13445. Výsledky výpočtu sú porovnané s výsledkami výpočtu podľa staršej nemeckej normy AD Merkblatt, na základe ktorej bol predmetný parný bubon pôvodne počítaný., This bachelor´s thesis deals with control and design strength calculation of a steam drum of an industrial boiler for combustion of the air and amonia mixture. Brief introduction to steam boilers is performed at the beginning of thesis, followed by more detailed description of a nitrid acid plant steam boiler located in chemical company DUSLO a. s. Steam drum calculated in this thesis is part of the mentioned boiler. Importance and different functions of steam drum are subsequently explained and control strength calculation according to CSN EN 13445 is performed using computing software Virtual Vessel Design. Calculation results are compared with results according to old german code AD Merkblatt, which was originally used for strength calculation of the steam drum in question.

Tato bakalářská práce se zaměřuje na pevnostní výpočet výměníku tepla dle ČSN EN 13445. Počáteční část se zabývá úvodem do problematiky výměníků tepla a jejich výpočtem. V další části je proveden samotný výpočet výměníku tepla dle ČSN EN 13445. Součástí práce je také pevnostní analýza některých součástí pomocí numerické metody (MKP). Přílohy obsahují výpočtový program v software Microsoft Excel a základní výkresovou dokumentaci komponent., This bachelor thesis focuses on strength calculation of a heat exchanger according to ČSN EN 13445. First stage is an introduction into the theme of heat exchangers and their calculation. Next part is about the calculation according to ČSN EN 13445 itself. Part of this thesis is also strength analysis of selected items using numerical method (FEM). Annexes include calculation in software Microsoft Excel and basic drawings of items.

Vaječné skořápky jsou velmi vhodnou základní surovinou pro výrobu minerálních doplňků stravy. Práce se zabývá jedním z procesů při jejich výrobě, a to přepravou komodity po proplachu do čisté místnosti. V práci jsou navržena možná řešení, která jsou popsána v rešerši, na jejímž základě je jako nejvhodnější varianta vybrán šnekový dopravník a navrhnuto konstrukční řešení. Na základě výpočtů jsou vybrány a navrženy jednotlivé díly dopravníku. Celé zařízení je vymodelováno v programu SolidWorks a výkresová dokumentace obsahuje celkový výkres sestavy., Egg shells are a very suitable basic raw material for the production of mineral dietary supplements. The thesis deals with one of the processes in their production, the transportation of the commodity after flush into a clean room. The thesis proposes possible solutions, which are described in the research part, on the basis of which a screw conveyor is chosen as a suitable solution and a design solution is proposed. Based on the calculations, the individual parts of the conveyor are selected and designed. The entire device is modeled in SolidWorks and the drawing documentation contains the overall drawing of the assembly.

Vaječné skořápky obsahují řadu významných složek, které je z nich možné vytěžit, proto jsou považovány jako perspektivní surovina pro další zpracování. Tato bakalářská práce se zabývá zajištěním vhodného dopravního zařízení pro transport vaječných skořápek. Cílem práce je provést rešerši vhodného zařízení pro přepravu a vybrat nejvhodnější řešení. Po vhodném výběru následuje výpočtová část, která je provedena v programovacím jazyce Python, a dle které se zvolí jednotlivé konstrukční díly dopravníku. Celé zařízení je následně vymodelováno v programu SolidWorks spolu s příslušnou výkresovou dokumentací sestavy., Eggshells contain a number of important components that can be extracted from them, so they are considered as a promising raw material for further processing. This bachelor thesis deals with ensuring proper transport device for transporting eggshells.The goal of this work is to search for suitable device for transport and to choose the most suitable solution. The appropriate selection is followed by a calculation part, which is made in the programming language Python, and according to which the individual components of the conveyor are selected. The entire device is then modeled in SolidWorks along with the associated assembly drawing documentation.

Vaječné skořápky jsou velmi vhodnou základní surovinou pro výrobu minerálních doplňků stravy. Práce se zabývá jedním z procesů při jejich výrobě, a to přepravou komodity po proplachu do čisté místnosti. V práci jsou navržena možná řešení, která jsou popsána v rešerši, na jejímž základě je jako nejvhodnější varianta vybrán šnekový dopravník a navrhnuto konstrukční řešení. Na základě výpočtů jsou vybrány a navrženy jednotlivé díly dopravníku. Celé zařízení je vymodelováno v programu SolidWorks a výkresová dokumentace obsahuje celkový výkres sestavy., Egg shells are a very suitable basic raw material for the production of mineral dietary supplements. The thesis deals with one of the processes in their production, the transportation of the commodity after flush into a clean room. The thesis proposes possible solutions, which are described in the research part, on the basis of which a screw conveyor is chosen as a suitable solution and a design solution is proposed. Based on the calculations, the individual parts of the conveyor are selected and designed. The entire device is modeled in SolidWorks and the drawing documentation contains the overall drawing of the assembly.

Táto bakalárska práca sa zaoberá kontrolným a návrhovým pevnostným výpočtom parného bubna priemyselného kotla na spaľovanie vzducho-čpavkovej zmesi. V úvode práce je spracovaná rešerš zameraná na priemyselné parné kotle, ďalej je bližšie popísaný predmetný kotol nachádzajúci sa na prevádzke na výrobu kyseliny dusičnej v chemickej spoločnosti DUSLO a. s., ktorého súčasťou je riešený parný bubon. Práca sa ďalej venuje významu a funkcii parného bubna a pomocou programu Virtual Vessel Design je uskutočnený kontrolný pevnostný výpočet podľa ČSN EN 13445. Výsledky výpočtu sú porovnané s výsledkami výpočtu podľa staršej nemeckej normy AD Merkblatt, na základe ktorej bol predmetný parný bubon pôvodne počítaný., This bachelor´s thesis deals with control and design strength calculation of a steam drum of an industrial boiler for combustion of the air and amonia mixture. Brief introduction to steam boilers is performed at the beginning of thesis, followed by more detailed description of a nitrid acid plant steam boiler located in chemical company DUSLO a. s. Steam drum calculated in this thesis is part of the mentioned boiler. Importance and different functions of steam drum are subsequently explained and control strength calculation according to CSN EN 13445 is performed using computing software Virtual Vessel Design. Calculation results are compared with results according to old german code AD Merkblatt, which was originally used for strength calculation of the steam drum in question.

Práce se zabývá optimalizací osvětlení hydroponických systémů z hlediska energetické náročnosti pomocí zdvihacího mechanismu. Zakládá se na volbě vhodného osvětlení, řešení zdvihu a možnosti nenáročné automatizace. Úvodní část rozebírá základní principy a varianty hydroponických farem, jejich výhody, nevýhody a popis dílčích částí. Jelikož je práce zaměřena na návrh mechanismu zdvihače světel, práce detailněji popisuje různé typy osvětlení pro pěstování rostlin a taktéž různé zdvihací mechanismy, ze kterých je zvolen nejvíce vhodný. Následně byl vytvořen 3D model zvoleného mechanismu a vypracována pohybová studie. Na závěr praktické části byl realizován výpočet cenové návratnosti., The work deals with the optimization of lighting for hydroponic systems in terms of energy efficiency, using a lifting mechanism. It is based on the selection of a suitable lighting, stroke solutions and the possibility of simple automation. The introductory part analyzes the basic principles and variants of hydroponic farms, their advantages, disadvantages and description of partial parts. The work is focused on the design of the light lifter mechanism, so it describes in more detail the different types of lighting for growing plants, and also summarizes the various lifting mechanisms from which it is chosen the most suitable. Subsequently, a 3D model of the selected mechanism was created including a motion study. The final part of the practical part was the price return calculation of the mentioned mechanism.

Tato bakalářská práce je cílena na hodnocení vybraných degradačních mechanismů, které se vyskytují u procesních zařízení. Hodnocení má nepochybně význam z hlediska bezpečnosti a predikce zbytkové životnosti. Tato problematika je v práci demonstrována na dvou mechanismech. První z nich se objevuje v prostředích se zvýšenou teplotou, jedná se o jev zvaný tečení materiálu. Teoretická část práce pokrývá základní principy mechanismu tečení a jeho vliv na materiál. Okrajovým ale nezanedbatelným problémem je výskyt tohoto poškození ve svarových spojích. Predikcí a posouzením tečení se zaobírá značná část norem. Součástí této práce je zmapování a do určité míry i porovnaní několika vybraných postupů. Druhý uvedený degradační mechanismus souvisí s přítomností agresivních sloučenin jako je sulfan neboli sirovodík. Ten může vést k vodíkové křehkosti, puchýřům a mnoha dalším poškozením. Podobně jako u tečení, i pro tyto mechanismy je v práci vytvořen přehled norem, které se věnují návrhu, hodnocení nebo údržbě takto používaných zařízení. Obsahem praktické části této práce je výpočet hodnocení takového zařízení za využití postupů normy API 579-1., This bachelor thesis is aimed at the evaluation of selected degradation mechanisms which occurs in process equipment. The assessment is undoubtedly important in terms of safety and prediction of residual life. This issue is demonstrated by two mechanisms described in this thesis. A phenomenon called creep is the first of these mechanisms and appears in environments with elevated temperature. The theoretical part of the thesis covers the basic principles of the creep mechanism and its effect on the material. A marginal but not negligible problem is the occurrence of this damage in welded joints. Many standards deal with the prediction and assessment of creep. Part of this thesis is the mapping and to some extent a comparison of several selected procedures. The second degradation mechanism is related to the presence of aggressive compounds such as sulfide. This can lead to hydrogen embrittlement, blisters, and many other damages. As with creep, an overview of standards devoted to the design, evaluation, or maintenance of equipment used in this way is created for these mechanisms. The content of the practical part of this thesis is the calculation of the evaluation of such a device by using the procedures of the API 579-1 standard.

Cílem diplomové práce je posouzení vhodnosti použití softwarového balíčku Smap 3D Plant Design při návrhu odpařovací technologie, konkrétně 3D modelů potrubní sítě, a jejich následná dokumentace. V rámci práce je obecně popsána odpařovací technologie a je představena testovací stanice odparek v Laboratoři energeticky náročných procesů v NETME Centru, ke které je potřeba navrhnout potrubní síť. Obsahem další části práce je vytvoření referenčního 3D modelu a dokumentace potrubní sítě pomocí SolidWorks Routing. V následující části je vytvořen ekvivalentní 3D model pomocí Smap 3D Plant Design – Piping a výkresová dokumentace pomocí Smap 3D Plant Design – Isometric. Na závěr byly jednotlivé postupy srovnány a je vybrán doporučený návrhový postup., The main goal of the master thesis is an evaluation of a software package Smap 3D Plant Design in design of evaporation technology, specifically 3D of the pipeline network and its subsequent documentation. The thesis describes evaporation technology in general, then the evaporator testing site in Laboratory of Energy Intensive Processes in NETME Centre is presented, where pipeline network needs to be designed. In the next part a reference 3D model was created as well as a documentation using SolidWorks routing. Subsequently, an equivalent 3D model was created using Smap 3D Plant Design – Piping and a documentation was created using Smap 3D Plant Design – Isometric. Finally, these two methods of creating pipeline were compared to each other, and recommended method was chosen.

Diplomová práce se zabývá komplexním pevnostním návrhem parního kondenzátoru. Cílem práce je provést pevnostní výpočty vybraného provozního stavu, poskytnout představu o možnostech řešení, doporučení a také upozornit na úskalí těchto výpočtů. Tepelně-hydraulický výpočet kondenzátoru je proveden v softwaru HTRI. Pevnostní výpočty se řídí normou ČSN EN 13445. Nejprve je proveden pevnostní výpočet v softwaru ANSYS Workbench, zohledňující také teplotní zatížení. Pevnostní výpočet je v dalším kroku proveden také v softwaru Sant´ Ambrogio. V závěru práce jsou zhodnoceny výsledky výpočtů a poskytnuty návrhy pro možnou navazující práci., This diploma thesis focuses on strength design of steam condenser. The goal of the thesis is to make strength calculations for the specific operation conditions, introduce possible solutions, provide recommendations and refer to weak points of such calculation procedures. First, thermal-hydraulic design in HTRI software is performed. Strength calculations respect ČSN EN 13445 standard. Strength calculation with imported temperature field is performed in ANSYS Workbench software. In the next step, another strength calculation is realized in Sant´ Ambrogio software. Results are evaluated in conclusion chapter, including recommendations for the possible following work.

Tato diplomová práce se zabývá pevnostním návrhem dvojice výměníků tepla umístěných nad sebou v souladu s normou ČSN EN 13445. V úvodu práce je provedena stručná rešerše zaměřená na výměníky tepla se svazkem trubek v plášti. Samotný návrh byl proveden nejprve metodou podle vzorců (DBF), která byla následně ověřena s využitím specializovaného softwaru Sant´Ambrogio. Tato metoda ovšem nedokáže dokonale popsat specifickou konstrukci a uložení zadaného zařízení, proto byly provedeny kontrolní analýzy významných zátěžných stavů pomocí MKP s následným hodnocením výsledků pomocí kategorizace napětí., This master’s thesis deals with structural design of twin heat exchanger with vertically stacked horizontal vessels according to CSN EN 13 445 standard. Brief introduction and basic characteristics of shell and tube heat exchangers is performed in the beginning part of the thesis. Design of the heat exchanger was initially performed using design by formula (DBF), which was verified by specialized software Sant´Ambrogio. Since this approach does not include methods for assessment of the nonstandard connection between the vessels, simulations of significant load states were performed using FEM analyses followed by result evaluation using stress categories.

Hlavnou náplňou danej práce je matematické modelovanie procesu spaľovania, pri ktorom má spaľovací vzduch obsah kyslíka viac ako 21%, v anglickej terminológii označovaného ako „oxygen-enhanced combustion“(OEC) a jeho porovnanie s experimentálnymi meraniami. Práca sa venuje popisu procesu spaľovania ako aj charakterizácii OEC. Vzhľadom na to, že pri OEC sa pracuje s čistým kyslíkom, je časť práce venovaná aj nebezpečenstvám a nutnej bezpečnosti pri práci s ním. Práca obsahuje detailný popis spaľovacej komory, ako aj súčastí potrebných na prevádzku OEC. V práci sú dve sťažené časti, a to experiment a simulácia. Významnou časťou práce je teda počítačový model danej spaľovacej komory, ako aj simulácia procesu spaľovania s prídavným kyslíkom pomocou využitia CFD metód. Numerické výsledky boli porovnané s experimentálnymi dátami - konkrétne rozloženie tepelných tokov do stien spaľovacej komory a rozloženia teplôt v plameni v horizontálnej rovine symetrie spaľovacej komory., The main purpose of the master´s thesis is the experimental study and the mathematical modelling of the combustion process in which the combustion air is enriched with the high-purity oxygen, i.e. the oxygen content is more than 21 %. This combustion technology is called as the oxygen-enhanced combustion (OEC). Since the experimental work required the manipulation with the pure oxygen, a part of the thesis is focused on risks and necessary safety associated therewith. The detailed description of the combustion chamber as well as of the components necessary for the operation of OEC is included. The main part of the thesis is the computational model of the combustion chamber and the simulation of OEC using CFD methods. The numerical results were then compared with the experimental data acquired during the combustion tests, namely the heat flux distribution along the combustion chamber and the distribution of in-flame temperatures in the horizontal symmetry plane of the chamber.

Tato diplomová práce shrnuje poznatky o mikrořasách, jejich využití, metodách kultivace a překážkách, které brání jejich většímu rozšíření. V praktické části práce bylo navrhnuto, zkonstruováno a naprogramováno zařízení, jež dokáže analyzovat bubliny trubicového fotobioreaktoru a na základě získaných dat řídit jeho vzduchování. K vytvoření programu byl použit programovací jazyk Python a k analýze fotografií byla využita knihovna OpenCV. Detekce bublin probíhá na základě detekce hran a jejich následném třídění. Data získaná z analýzy jsou zobrazována na obrazovce zařízení a uchovávaná v csv souboru. V diskuzi práce jsou uvedena možná vylepšení a poznatky získané během vytváření tohoto zařízení., This diploma thesis summarizes the knowledge about microalgae, their use, cultivation methods and obstacles that prevent their wider use. In the practical part of the work, a device was designed, constructed, and programmed. This device can analyze the bubbles of the tubular photobioreactor and, based on the obtained data, control its aeration. The Python programming language was used to create the program and the OpenCV library was used to analyze the photographs. The bubble detection is based on the edge detection and the subsequent refinement. The data obtained from the analysis are displayed on the device screen and the data are also stored in a csv file. The discussion lists possible improvements and lessons learned during the creation of this device.

Hlavnou náplňou danej práce je priblíženie rôznych typov horákov a ich súčastí. Dôraz sa kladie najmä na spaľovací proces s obsahom kyslíku viac ako 21 %, v spaľovacom vzduchu. V anglickej terminológii je tento proces označovaný ako „oxygen-enhanced combustion“ (OEC). Práca sa zameriava na jeho charakteristiku, možnosti a vhodnosť jeho použitia. Keďže pri manipulácii s kyslíkom hrozí určité nebezpečenstvo zranenia, práca sa zameriava aj na posúdenie bezpečnosti a rizík s tým spojenými. Vzhľadom na to, že proces spaľovania za podmienok OEC sa výrazne odlišuje od podmienok spaľovania s atmosférickým vzduchom, v práci je vypracovaná aj analýza vplyvu obsahu kyslíka v atmosférickom vzduchu na adiabatickú teplotu plameňa a spotrebu paliva., The main purpose of the bachelor thesis is the discussion of different types of burners and their components. Emphasis is placed mainly on the combustion process with oxygen content more than 21 % in the combustion air, the so called oxygen-enhanced combustion (OEC). The thesis describes characteristic features, possibilities and appropriateness of its use. Since in handling of oxygen there is a level of risk of injury, the thesis also assesses the safety and risks associated therewith. As the combustion process in terms of OEC is significantly different from the conditions of combustion with the atmospheric air, the thesis analyses the impact of the content of oxygen in atmospheric air on flue gas temperature and fuel consumption.

Diplomová práce se věnuje problematice ztráty stability tenkostěnného spalinového potrubí v uhelné elektrárně. Problémem tenkostěnných konstrukcí je jejich náchylnost ke ztrátě stability vlivem mimořádných podmínek, jako je například podtlak, působení větru, sněhu a zemětřesení. Cílem je provést vhodné vyztužení tak, aby model vyhovoval požadavkům normy ČSN EN 1993-1-6. To si vyžádalo hodnocení nevyztužené verze modelu pro nalezení slabých míst a následně dalších konfigurací pro aplikaci výztuh. V práci je pro určování odolnosti spalinového potrubí vůči ztrátě stability využit především přístup lineární bifurkační analýzy vycházející z lineární analýzy, případně materiálově-nelineární analýzy. Výsledkem práce je návrh vyztužení potrubí, které na základě požadavků normy u posledního modelu vyhovuje s rezervou přibližně 20 %., The diploma thesis deals with the loss of stability of thin-walled flue pipe at coal power plant. The problem of thin-walled structures is their propensity to the loss of stability due to abnormal conditions, for example a vacuum, effect of wind, snow and earthquake. The purpose is to find the optimal deployment of reinforcements so that the model meets the requirements of EN 1993-1-6. This required an evaluation of unreinforced version of the model to identify weaknesses and subsequently other configurations for the application of reinforcement. For determining the resistance the flue pipe to the loss of stability used primarily to access linear bifurcation analysis based on linear analysis, possibly materially nonlinear analysis. The result of work is a design of reinforcement of pipeline which under the requirements of the standard meets the latest model with a reserve of approximately 20 %.

Diplomová práce je zaměřena na oblast tepelných výměníků. Její teoretická část seznamuje čtenáře s tepelnými výměníky. Praktická část se zaměřuje na návrh komory výměníku tepla. Praktická část obsahuje pevnostní výpočet dle normy ČSN EN 13445. Rozměry trubkovnice jsou stanoveny v programu Visual vessel design. Na základě těchto parametrů je vytvořen 3D model a provedena analýza v programu ANSYS Workbench. Výstupem je vyhodnocení výsledků analýzy za pomoci kategorizace napětí. Součástí praktické práce je také základní výkresová dokumentace tepelného výměníku., The master thesis is focused on the field of heat exchangers. Theoretical part makes the reader familiar with heat exchangers. Practical part is focused on design of chamber, which is part of heat exchanger. Practical part consists of strength calculation by standard ČSN EN 13445. Dimensions of tube sheet are gained in program Visual vessel design. Those parameters are used for creating of 3D model with accurate dimensions which is analyzed in ANSYS Workbench. Output of this analysis is evaluation by stress classification. Practical part is supplemented by drawing of heat exchanger.

Zanášení trubkových svazků v kotlích na straně spalin, ovlivňuje nejen životnost, ale i tepelný výkon kotle a způsobuje růst nákladů na jeho údržbu a provoz. Je proto snaha tento proces minimalizovat nebo úplně odstranit. Tato práce se zaměřuje na porovnání životnosti a tepelného výkonu u nezaneseného a zaneseného trubkového svazku v kotli určeném na spalování černého uhlí. Jsou zde provedeny simulace proudění spalin v oblasti zaneseného a nezaneseného trubkového svazku kotle pomocí programu ANSYS Fluent, ze kterých vyplývá, že povrch trubkových svazků s nánosem je zahříván mnohem méně než povrch bez nánosu. Teplotní zatížení trubek získané z CFD analýzy, jsou následně aplikována na model vytvořený v programu ANSYS Mechanical, ve kterém je proveden výpočet teplotního pole na řezu jednotlivých trubek. Pomocí výsledků simulace je následně provedeno hodnocení vlivu zanášení na creepovou životnost a tepelný výkon. Z výsledků je patrné, že zanášení prodlužuje creepovou životnost, avšak rapidně sníží tepelný výkon silně zanesených trubek. Následně do dalších částí svazků proudí spaliny o vyšší teplotě a životnost trubek v dalších svazcích tak bude pravděpodobně snížena, Fouling of tube bundles in boilers on the flue gas side affects not only the service life, but also the boiler heat output and increases maintenance and operating costs. Therefore, it is necessary to minimize or completely eliminate this process. This thesis focuses on comparison of the service life and the heat output of the tube bundles with and without deposit in the coal fired boiler. Simulations of flue gas flow in area of tube bundles with and without deposit are performed using ANSYS Fluent software, which shows that the surface of tube bundles with deposit is much less heated than the surface without deposit. The thermal loads of tubes obtained by the CFD analysis are applied to the model, which is created in the program ANSYS Mechanical, where the calculation of the temperature field in the cross section of the pipe is realized. The effect of fouling on creep life and heat output is then evaluated based on simulation results. The results show that fouling increases creep life, but significantly reduces heat output of heavily fouled tubes. Hence the flue gas flows at a higher temperature to the rest of the tube bundle, and the service life of those tubes will therefore probably decrease.

Tato bakalářská práce řeší problematiku kultivace mikrořas v uměle vytvořeném prostředí – bioreaktoru. Cílem je systematické představení faktorů ovlivňující růst mikrořas a nalezení způsobu jejich automatického řízení. V současnosti převládají bioreaktory laboratorní, u nichž probíhá většina obsluhy manuálně. S rostoucím zájmem o tyto technologie roste i množství prováděných poloprovozních testů s různými druhy mikrořas. Tyto kultivační testy bude třeba pro potřeby budoucího výzkumu a vývoje automatizovat. Práce si zakládá na důkladné rešerši odborné literatury, zejména vědeckých článků. V první části je čtenář seznámen s obrovským potenciálem využití mikrořas v různých odvětvích, počínaje potravinářským průmyslem, přes čištění odpadních vod, konče sekvestrací CO2 z ovzduší nebo odpadních plynů. Poté práce představuje faktory ovlivňující jejich růst a nakonec je popsán systém potřebných zařízení a senzorů důležitých pro automatické řízení tohoto procesu. Bakalářská práce tedy přináší shrnutí informací důležitých pro konstrukci a bezobslužný provoz mikrořasového bioreaktoru s ohledem na maximalizaci produktivity., The bachelor’s thesis discusses the matter of cultivation of microalgae in an artificially altered environment – bioreactor. The aim of the thesis is to determine and present the factors influencing the growth of microalgae and to find means of automated regulation of such factors. Nowadays, the majority of bioreactors are laboratory ones and are mostly being operated manually. The recent increase in demand for this technology results in many pilot-plant tests with a wide variety of microalgae. Tests such as these will be required to be automated to serve properly in future research. The thesis is based on professional literature and articles. The first part is to familiarize the reader with the wide number of potential applications of microalgae technology in various fields, such as the food industry, water treatment or separation of CO2 from ambient air or waste gas. The next segment presents the factors influencing the growth of microalgae and lastly the system of required equipment and sensors for automated operation is described. The bachelor’s thesis summarizes the important information necessary for the construction and unattended operation of microalgae bioreactor with respect to maximalization of productivity.

Cílem diplomové práce je posouzení vhodnosti použití softwarového balíčku Smap 3D Plant Design při návrhu odpařovací technologie, konkrétně 3D modelů potrubní sítě, a jejich následná dokumentace. V rámci práce je obecně popsána odpařovací technologie a je představena testovací stanice odparek v Laboratoři energeticky náročných procesů v NETME Centru, ke které je potřeba navrhnout potrubní síť. Obsahem další části práce je vytvoření referenčního 3D modelu a dokumentace potrubní sítě pomocí SolidWorks Routing. V následující části je vytvořen ekvivalentní 3D model pomocí Smap 3D Plant Design – Piping a výkresová dokumentace pomocí Smap 3D Plant Design – Isometric. Na závěr byly jednotlivé postupy srovnány a je vybrán doporučený návrhový postup., The main goal of the master thesis is an evaluation of a software package Smap 3D Plant Design in design of evaporation technology, specifically 3D of the pipeline network and its subsequent documentation. The thesis describes evaporation technology in general, then the evaporator testing site in Laboratory of Energy Intensive Processes in NETME Centre is presented, where pipeline network needs to be designed. In the next part a reference 3D model was created as well as a documentation using SolidWorks routing. Subsequently, an equivalent 3D model was created using Smap 3D Plant Design – Piping and a documentation was created using Smap 3D Plant Design – Isometric. Finally, these two methods of creating pipeline were compared to each other, and recommended method was chosen.

Potravinářský průmysl zaujímá významné místo v odvětví zvaném procesní inženýrství. Z pohledu návrhu procesních zařízení do potravinářství je nutné klást důraz na hygienické požadavky, přesnou výrobu, spolehlivost, a především bezpečnost navržené technologie. Diplomová práce je zaměřena na Komplexní návrh mini sýrárny. Diplomová práce popisuje technologický a konstrukční návrh technologie. Součástí práce je také základní návrh měření a regulace, realizace návrhu, najetí technologie a následné odladění nedostatků., Food industry occupies a prominent place in branch of process engineering. From design process equipment point of view, great emphasis is placed on hygienic requirements, accuracy, reliability and above all safety. The diploma thesis is focused on comprihensive design of milk heating technology for cheese production with high-temperature curd. The diploma thesis describes technological and constructional design of technology. The diploma thesis also contains basic design of measurement and regulation.

Světlo je jedním z klíčových faktorů ovlivňující růst fotoautotrofních řas ve fotobioreaktorech. Aby kultivace v takovém zařízení byla optimální je zapotřebí docílit dostatečného přístupu světelného záření k mikrořasám, zejména potřebná je dostatečná intenzita osvitu. V této práci je věnována značná pozornost vlivu světla během celého procesu fotosyntézy. Detailně jsou zhodnocena možná řešení osvitu fotobioreaktoru přírodním i umělým světlem včetně popisu jeho hlavních parametrů. Byl proveden návrh regulovatelného osvětlení pro nově vyvíjený fotobioreaktor s osmi horizontálními trubicemi a kontrolní výpočet PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density). Následně bylo navrhnuté osvětlení implementované na nově postavený fotobioreaktor, který sloužil k testování vlivu délky fotoperiody a zabarvení LED světel na samotnou kultivaci mikrořasy. Na základě těchto dat bylo možné stanovit optimální délku fotoperiody, přičemž testovány byly poměry 12:12, 18:6 a 24:0 (světelná fáze:temnostní fáze). Na závěr práce byla pro zhodnocení prostorového rozložení osvětlení fotobioreaktoru provedena CFD simulace vybraných trubic fotobioreaktoru pomocí simulačního programu ANSYS FLUENT., Light is one of the key elements affecting the growth of photoautotrophic algae in photobioreactors. For optimal cultivation in such a device, sufficient access to light radiation to the microalgae is required sufficient light intensity is needed. In this work, considerable attention is paid to the influence of light during the whole photosynthesis process. Viable solutions for the illumination of the photobioreactor by natural and artificial light are evaluated in detail, including a description of its main parameters. The design of a programmable illumination for a newly designed photobioreactor with eight horizontal tubes and a control calculation of PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) were performed. Afterwards, the designed illumination was implemented on the newly built photobioreactor to evaluate the effect of photoperiod length and LED light coloration on the actual microalgae cultivation. Based on these data, the optimal photoperiod length could be determined, and ratios of 12:12, 18:6, and 24:0 (light phase:dark phase) were tested. Finally, to evaluate the spatial distribution of the photobioreactor illumination, CFD simulations of selected photobioreactor tubes were performed using simulation software ANSYS FLUENT.