dizertační práce

Limit Modes of Particulate Materials Classifiers

Hlavní dokument 7.68 MB Teze 3.6 MB

FSIdizertační práceStudent: Ing. Martin Adamčík, Ph.D.Ak. rok: 2017/2018

Vedoucí: prof. Ing. Tomáš Svěrák, CSc.

Oponenti: prof. Ing. František Štěpánek, Ph.D., doc. Ing. Roman Fekete, Ph.D.

S požadavky materiálových věd na stále menší částice jsou potřebné i nové přístupy a metody jejich klasifikace. V disertační práci jsou zkoumány struktury turbulentního proudění a trajektorie částic uvnitř dynamického větrného třídiče. Zvyšující se výpočtový výkon a nové modely turbulence a přístupy modelování komplexních plně turbulentních problémů řešením Navier-Stokesových rovnic umožňují zkoumání stále menších lokálních proudových struktur a vlastností proudění s větší přesností. Částice menší než 10 mikronů jsou více ovlivnitelné a jejich klasifikace do hrubé nebo jemné frakce závisí na malých vírových strukturách. Práce se zaměřuje na podmínky nutné ke klasifikaci částic pod 10 mikronů, což je současná hranice možností metody větrné separace. CFD software a poslední poznatky modelování turbulence jsou použity v numerické simulaci proudových polí dynamického větrného třídiče a jsou zkoumány efekty měnících se operačních parametrů na proudová pole a klasifikaci diskrétní fáze. Experimentální verifikace numerických predikcí je realizovaná prostřednictvím částicové anemometrie na základě statistického zpracování obrazu (PIV) a proudění lopatkami rotoru je vizualizováno. Predikované trajektorie částic jsou experimentálně ověřeny třídícími testy na větrném třídiči a granulometrie je určená pomocí laserové difrakční metody. Zkoumány jsou Trompovy křivky a efektivita třídění.

Jazyk

angličtina

Stav

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

Hodnocení známka

P

Fakulta

Ústav

Obor studia

Inženýrská mechanika (D-IME)

viz. posudek v pdf.



Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 298.9 kB

Hodnocení oponenta
doc. Ing. Roman Fekete, Ph.D.

viz. posudek v pdf.



Soubor vložený oponentem Velikost
Posudek oponenta [.pdf] 111.15 kB

Cíle, kterých má být dosaženo

Cíle:
-    Návrh a realizace měření trajektorií a granulometrického složení základních toků velmi jemného partikulárního materiálu v soudobých dynamických větrných třídičích;
-    Modelování pohybu částic velmi jemného partikulárního materiálu v dynamických větrných třídičích pomocí současných matematických modelových aparátů;
-    Možnosti konstrukčních a procesních úprav dynamických větrných třídičů, které by umožnily překonat současné granulometrické limity procesů granulometrického třídění.

Literatura

Literatura:
Feng, Y., Liu, J., Liu, S. (2008). Effects of operating parameters on flow field in a rotor air classifier. In: Minerals Engineering, vol. 21, pp. 598-604.
Griffiths, W., D., Boysan, F. (1996). Computational fluid dynamics (CFD) and empirical modelling of the performance of a number of cyclone samplers. In: Journal of Aerosol Science, vol. 27, no. 2, pp. 281-304.
Holdich, R., G. Fundamentals of Particle Technology. Midland Information Technology and Publishing, 2002. ISBN 13: 9780954388102
Johansen, S., T., Silva, S., R. (1996). Some considerations regarding optimum flow fields for centrifugal air classification. In: International Journal of Mineral Processing, vol. 44-45, pp. 703-721.
Leschonski, K. (1996). Classification of particles in the submicron range in an impeller wheel air classifier. In: KONA Powder and Particle Journal, no. 14, pp. 52-60.

Klíčová slova

Větrný třídič s rotorem, třídění velmi jemných partikulárních látek, Trompova křivka, měření PIV, laserová difrakční granulometrie, numerická simulace CFD

Charakteristika problematiky úkolu

Osnova:
-    Literární rešerše procesů dynamického větrného třídění v oblasti velmi jemných partikulárních látek;
-    Návrh a realizace úprav současného typu větrného třídiče umožňujících neinvazivní měření rychlosti proudových polí a vizualizace proudových struktur v aktivních zónach větrného třídiče;
-    Testování měřicích systémůexperimentálního zařízení;
-    Soubor měření separační účinnosti třídícího zařízen v závislosti na otáčkách rotoru třídiče, množství procesních vzdušin třídiče a na prosazení třídiče;
-    Zpracování experimentálních výsledků pomocí dostupných matematických modelů;
-    Vyhodnocení experimentálních výsledků a predikce možností překročení současných granulometrických limitů větrných třídičů.