|
8:30
|
Lucie
Kubíčková
|
B3
|
Ing. Martin Isoz, Ph.D.
|
Využití výpočetní mechaniky tekutin pro tvarovou optimalizaci ejektoru
|
detail
Využití výpočetní mechaniky tekutin pro tvarovou optimalizaci ejektoru
Cílem prezentované práce je provést tvarovou optimalizaci ejektoru s využitím prostředků výpočetní mechaniky tekutin. Ejektor je jednoduchá proudová pumpa bez pohyblivých částí, čehož se s výhodou využívá v řadě inženýrských aplikací, například při práci s nebezpečnými tekutinami. Dále lze ejektor potkat v chladících systémech, tepelných systémech pro generaci energie, nebo jako hlavní součást perlátorů. Nevýhodou ejektoru jsou jeho vysoké energetické požadavky na provoz. Ve spolupráci s Laboratoří sdílení hmoty VŠCHT se snažíme tvarovou optimalizací koncové části ejektoru, tzv. difuzoru, zvýšit jeho energetickou efektivitu. Základem pro optimalizaci je numerický jednofázový axisymetrický model ejektoru s Reynoldsovým středováním, který je fitován na experimentální data. V průběhu optimalizace byl sledován vliv změny tvaru difuzoru na energetickou efektivitu ejektoru (Eeff), schopnost difuzoru přeměňovat kinetickou energii na energii tlakovou (cp) a na rychlostní uniformitu výstupního proudu (γ). Ze série optimalizací jsme nakonec vybrali několik nadějných tvarů, které jsou v současné době připravovány pro experimentální testování.
![]()
|
|
8:50
|
Vojtěch
Kunc
|
B3
|
Ing. Ondřej Kašpar, Ph.D.
|
Příprava částic s architekturou jádro-slupka pro teplotně řízené vylučování hydrofobních látek
|
detail
Příprava částic s architekturou jádro-slupka pro teplotně řízené vylučování hydrofobních látek
Částice s architekturou jádro-slupka jsou využívány zejména ve farmacii, potravinářství a kosmetice. V uplynulé dekádě významně vzrostl zájem o enkapsulaci materiálů s fázovým přechodem za vyšších teplot, než je teplota pokojová. Tyto materiály mohou usnadnit teplotně řízené vylučování aktivních látek z mikrokapslí, což skrývá potenciál zejména pro farmaceutický průmysl. Cílem předkládané práce je zkoumat prodloužené uvolňování aktivních látek z kapslí s architekturou jádro-slupka složených z alginátové slupky a z hydrofobních jader. Enkapsulace hydrofobních látek do alginátových slupek bude probíhat s využitím enkapsulátoru Büchi B-395 Pro. Jako jádra poslouží jak kapalné oleje, tak vosky, které jsou za pokojové teploty pevné. U olejových jader bude provedena parametrická studie, jež si klade za cíl ověřit vhodná kritéria pro vytvoření mikrokapslí. U voskových jader bude následně zkoumáno řízené vylučování léčiva při vyšších teplotách, než je teplota fázového přechodu vosků. Získané poznatky mohou být využity pro další výzkum a potenciální uplatnění v oblasti formulace léčiv a jejich následného řízeného uvolňování.
|
|
9:10
|
Dominika
Moravcová
|
B3
|
doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D.
|
Obrazová analýza XRT snímok pre modelovanie mikroštruktúry katalytických filtrov
|
detail
Obrazová analýza XRT snímok pre modelovanie mikroštruktúry katalytických filtrov
Katalytický filter zabudovaný v automobile je zariadenie určené k odstraňovaniu škodlivých látok obsiahnutých vo výfukových plynoch, ktoré vznikajú nedokonalým spaľovaním uhľovodíkového paliva. Tento zväčša keramický nosič býva potiahnutý aktívnou katalytickou vrstvou obsahujúcou vzácne kovy ako napríklad platina či paládium.
Vzorka s nanesenou vrstvou je podrobená rentgenovej tomografii (XRT), ktorá zachytí skutočnú morfológiu pórov substrátu, ako aj priestorové rozloženie vrstvy vo vnútri steny filtra a na jej povrchu vrátane možných prasklín v štruktúre. Získané 3D snímky sú následne exportované do sady 2D rezov a ďalej spracovávané pomocou softvérového balíka ImageJ-Fiji.
Segmentované médiá sa ukladajú vo forme matíc, kde sú jednotlivé fázy reprezentované pomocou jednotiek a núl. Matice sa dajú ďalej použiť v simuláciách na hodnotenie rôznych morfologických deskriptorov ako sú objemové zlomky vyjadrujúce porozitu daných fáz a distribúcia veľkosti pórov zisťovaná pomocou ortuťovej porozimetrie (MIP).
Cieľom uskutočnených numerických simulácií je získať aproximáciu prietoku škodlivých plynov stenou filtra v systéme, ktorý čo najviac zodpovedá reálnej situácii a následné vyhodnotenie účinnosti naneseného katalytického materiálu a tlakovej straty.
|
|
9:30
|
Kateřina
Nyklíčková
|
B3
|
Ing. Petr Stavárek, Ph.D.
|
Hydrodynamická optimalizace náplně zkrápěných reaktorů pomocí 3D tisku
|
detail
Hydrodynamická optimalizace náplně zkrápěných reaktorů pomocí 3D tisku
Dvoufázové reaktory se zkrápěným ložem mají mnoho využití v chemickém průmyslu, zejména pro vedení heterogenně katalyzovaných reakcí. Nejčastěji jsou používány v organické a palivářské technologii pro zpracování ropy. U zkrápěných reaktorů proudí kapalina a plyn shora skrze vrstvu, náhodně sypaných, pevných, částic s katalyzátorem. Mezi nejčastěji používané tvary částic patří např. kuličky, válečky nebo kroužky různých velikostí. Hlavní výhodou takto sypané vrstvy je jednoduché zavádění do reaktoru a i jeho následná výměna, avšak nevýhodou je poměrně vysoká tlaková ztráta a nízká intenzita transportu tepla v radiálním směru. Tyto nevýhody mohou být eliminovány návrhem vhodné geometrie pomocí počítačového softwaru a využitím technologie 3D tisku. Tedy optimalizací 3D struktury a následným tiskem jednotlivých částí náplně reaktoru na vhodné 3D tiskárně.
Tato práce se věnuje charakterizaci 3D struktury náplně, tvořené z tzv. periodicky se opakujících otevřených struktur (POCS), z pohledu hydrodynamiky dvoufázového toku. Experimentální část práce je zaměřena na měření hydrodynamických veličin, tedy jednofázové a dvoufázové tlakové ztráty a zádrže kapaliny. Tyto data budou zpracována a vyhodnocena a následně porovnána s klasickými typy náhodně sypaných náplní.
|
|
10:10
|
Klára
Odehnalová
|
B3
|
Ing. Aleš Zadražil, Ph.D.
|
Nanocomposites of silica nanoparticles and liposomes for targeted drug delivery
|
detail
Nanocomposites of silica nanoparticles and liposomes for targeted drug delivery
Liposomes are phospholipid-based artificially prepared spherical vesicles forming lipid bilayers. They play an important role in pharmacy; their advantage is to prevent premature release of the substance and to allow controlled release of the active pharmaceutical ingredient (API). Even though liposomes are already used in pharmacy, they are suitable only for a few APIs. On the way how to improve liposomes is to encapsulate the porous silica nanoparticles into the liposome, which is called protocell. Protocells have been already fabricated, but their preparation is complicated and therefore, it is required to make it simpler. In the past, protocells were already prepared by a simple method based on the preparation of liposomes (lipid film hydration method) but with non-porous silica nanoparticles. In this work, porous silica nanoparticles were used. The nanoparticles may adsorb larger amount of API due to porosity by comparison to non-porous particles. This preparation has been optimized in addition to the successful encapsulation of the silica nanoparticles into the liposomes. Protocells were subsequently prepared by two methods with a model substance instead of API. For both methods, the efficiency of the adsorbed amount of the model substance was compared.
|
|
10:30
|
Lucie
Pilíková
|
B3
|
doc. Dr. Ing. Pavlína Basařová
|
Simulace tvaru bubliny ve vodě a slabě koncentrovaných roztocích jednoduchých alkoholů
|
detail
Simulace tvaru bubliny ve vodě a slabě koncentrovaných roztocích jednoduchých alkoholů
V probublávaných kolonách a fermentorech je klíčovým ukazatelem doba zdržení bubliny ve vsádce. Tato doba ovlivňuje zádrž plynu a v případě mikroorganismů i výživu kyslíkem. Rychlost bubliny je dána velikostí bubliny a fyzikálními vlastnostmi roztoku, ale výrazně ji ovlivňuje i tvar bubliny. Tato práce se zabývá studiem tvaru bubliny a stoupavou rychlostí bublin ve vodě a vodných roztocích propanolu. Tyto roztoky slouží jako modelové pro simulace vsádky fermentorů. Hlavním cílem práce bylo zjistit, zda teoretické modely převzaté z literatury odpovídají experimentálním výsledkům a dále jestli lze pohyb bublin simulovat pomocí CFD (Computational Fluid Dynamics) řešiče COMSOL Multiphysics. Z výsledků vyplývá, že pouze pro bubliny stoupající ve vodě je možné najít vhodné teoretické modely, které umožňují popsat jejich tvar. Zároveň bylo zjištěno, že simulace chování těchto bublin (deq<1mm) v COMSOLu poskytuje velmi dobré výsledky. Naopak pro získání přesnějších simulací pohybu bubliny ve zředěných roztocích propanolu bude v budoucnu pravděpodobně nutné do řešiče naimplementovat dodatečné vztahy.
|
|
10:50
|
Matouš
Polák
|
B3
|
doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D.
|
Měření tlakových ztrát na katalytických filtrech pevných částic
|
detail
Měření tlakových ztrát na katalytických filtrech pevných částic
Současným trendem společnosti je snižování škodlivých látek vypouštěných do ovzduší, a to se promítá v nárocích v legislativě. EU vydává přísnější emisní normy (EURO), pro jejichž splnění se vyvíjí nové a účinnější technologie, např. katalytické filtry pevných částic (KFPČ). KFPČ je zařízení, které kombinuje klasický automobilový katalyzátor a filtr pevných částic, tzn. kompaktní zařízení, které je schopno eliminovat toxické emise vznikající při chodu spalovacího motoru a zároveň zachytávat pevné částice. Klíčovými parametry pro správnou funkci tohoto zařízení jsou filtrační účinnost, tlaková ztráta a katalytická aktivita. Pro optimální funkci KFPČ je nutné parametry nastavit tak, aby tlaková ztráta byla nejmenší a bylo dosaženo nejvyšší katalytické a filtrační účinnosti. Cílem této práce je experimentálně změřit a porovnat tlakové ztráty na vzorcích KFPČ, které se lišily pouze velikostí částic obsažených v nanesené katalyticky aktivní vrstvě. Jednalo se o vzorky s katalyzátorem Pt/γ-Al2O3 namletým tak, aby průměrná velikost částic byla 6, 12, 20 μm a čtvrtým porovnávaným vzorkem byla kombinace katalyzátorů s velikostí částic 6 a 20 μm. Na každém vzorku byly změřeny tlakové ztráty při 12 různých prostorových rychlostech plynu.
|
|
11:10
|
Martin
Rompotl
|
B3
|
Ing. Ondřej Kašpar, Ph.D.
|
Příprava emulzí olej/voda pro rozprašovací sušení
|
detail
Příprava emulzí olej/voda pro rozprašovací sušení
Rozprašovací sušení je proces, při kterém získáváme suchý prášek rychlým ohřátím kapaliny v proudu horkého plynu. Výhodami této metody nejvíce rozšířené ve farmacii, potravinářském a kosmetickém průmyslu jsou zejména její jednoduchost, snadné převedení do průmyslového měřítka a také, díky rychlosti samotného procesu sušení, možnost aplikace na reaktivní a teplotně labilní látky. Kromě samotného sušení umožňuje tato metoda také enkapsulaci látek, která nachází uplatnění především při snaze ochránit aktivní látku od vnějšího prostředí nebo zajistit její pozvolné vylučování. Tématem této práce je enkapsulace lipofilních látek pomocí rozprašovacího sušení. Abychom mohli lipofilní látky takto enkapsulovat, je třeba zajistit jednak olejnou fázi, ve které se budou aktivní lipofilní látky rozpouštět a jednak vodnou fázi ve které bude rozpuštěn polymer, jenž bude tvořit budoucí schránku částice. Proto je našim cílem vytvořit vhodnou emulzi typu olej/voda, čili kapky oleje ve vodě, v níž bude rozpuštěný vhodný polymer v takovém poměru k olejné fázi, aby byla následná enkapsulace co nejúčinnější a po vytvoření částic docházelo k pozvolnému vylučování aktivní látky.
|
