|
8:40
|
Adrián
Žák
|
B3
|
doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D.
|
Porovnanie kinetiky vzniku povrchových oxidov na automobilových katalyzátoroch Pt/Al2O3 a Pd/Al2O3.
|
detail
Porovnanie kinetiky vzniku povrchových oxidov na automobilových katalyzátoroch Pt/Al2O3 a Pd/Al2O3.
V dnešnom svete sa stále kladie väčší dôraz na kvalitu životného prostredia. Dôsledkom toho je neustále sprísňovanie emisných limitov cestných motorových vozidiel so spaľovacími motormi. Z tohoto dôvodu sme nútení vylepšovať zariadenia a technológie, ktoré slúžia k riadeniu spaľovania zmesi v motoru a následnému čisteniu spalín a redukcií škodlivín. K takýmto technológiám patria automobilové katalyzátory. V tejto práci sú zvlášť porovnané dva typy katalytických kovov, využívaných v oxidačných katalyzátoroch za rovnakých pracovných podmienok (plynná zmes, veľkosť častíc, teplota,...). S pozornosťou venovanou vzniku oxidov daných kovov. Tento dej je sledovaný pomocou konverzie oxidu dusnatého v plynnej zmesi, keďže pri vzniku oxidov platiny a oxidov paládia dochádza k zníženiu aktivity katalyzátoru, čo je príčinou zníženia konverzie oxidu dusnatého na oxid dusičitý.
|
|
9:00
|
Kateřina
Wodwudová
|
B3
|
doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D.
|
Charakterizace porézních katalytických vrstev
|
detail
Charakterizace porézních katalytických vrstev
Katalytické konvertory výfukových plynů jsou ve formě keramických monolitů s mnoha rovnoběžnými kanálky, na jejichž povrch je nanesena porézní katalytická vrstva. Tato vrstva je tvořena částicemi γ-Al2O3, mezi kterými se nacházejí makropóry. Částice γ-Al2O3 obsahují mesopóry, ve kterých jsou rozmístěny nanočástice vzácných kovů, na kterých probíhají reakce. Jak porézní struktura, tak velikost nanočástic kovů zásadně ovlivňují účinnost konvertoru, při jeho vývoji je proto nutné obojí detailně popsat, což platí nejen pro automobilové, ale také naprostou většinu heterogenních katalyzátorů. Cílem této práce je charakterizace vrstev γ-Al2O3 a Pt/γ-Al2O3 pomocí sorpce plynů, rastrovacího a transmisního elektronového mikroskopu. Důležitými parametry pro zvolení vhodného postupu nanášení vrstvy do kanálků monolitu je její tloušťka, makroporozita a rovnoměrnost. Tyto parametry jsme vyhodnotili pomocí obrazové analýzy snímků z rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM). V transmisním elektronovém mikroskopu (TEM) jsme zkoumali nanokrystalky Pt v mesopórech částic γ-Al2O3 "(viz obrázek)" a z pořízených snímků jsme obrazovou analýzou vyhodnotili průměrnou velikost krystalků. Velikost mesopórů a měrný povrch vzorku byly změřeny pomocí fyzisorpce dusíku.
![]()
|
|
9:20
|
Jakub
Smutek
|
B3
|
Ing. Martin Isoz
|
Numerical simulation of flow in
the Super-pak packing family
|
detail
Numerical simulation of flow in
the Super-pak packing family
The distillation is currently the most energy-intensive technology of the chemical industry. Commonly, the distillation is performed in the columns filled with a structured packing. Structured packings are complex structures used to increase the size of the interface available for the mass transfer. Because of the complexity of the packings and of the physical phenomena occurring during the distillation, the design of the distillation columns is based mostly on empirical data. In this work, we focus on modeling the gas flow in the SuperPak family of structured packings. First, we propose an algorithm for generation of the packing geometry. Next, we construct and validate a three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model of gas flow through SuperPak 250.Y and SuperPak 350.Y packings. The model validation is done by comparing experimental data of dry pressure loss to the values computed by our model. The obtained difference between the CFD estimates and experiments is bellow 10%. Finally, we present a parametric study of the SuperPak 250.Y packing geometry. The devised modeling approach may be used for optimization of the SuperPak type packing geometry with respect to the gas flow. Furthermore, the proposed CFD model may be extended to account for the multiphase flow.
|
|
9:40
|
Přemysl
Richtr
|
B3
|
Ing. Jaromír Pocedič, Ph.D.
|
Laboratorní zinko-vzduchová průtočná baterie
|
detail
Laboratorní zinko-vzduchová průtočná baterie
V dnešní době je elektrická energie nedílnou součástí každé minuty našeho života. Jelikož spotřeba elektřiny bude stále růst, je třeba hledat nové zdroje na její výrobu a možnosti její akumulace. S ukládáním elektrické energie se nejčastěji skloňují technologie jako Li-iontové baterie, vanadové redoxní průtočné baterie či vodíková energetika. Avšak masové uplatnění zmíněných technologií bude čelit problémům s nedostatečným nerostným bohatstvím či nedostatečnou energetickou účinností technologií, a proto je potřeba se poohlížet po alternativních redoxních párech. Jednou z možností je chemie zinek-vzduch, která poskytuje kompromis mezi energetickou účinností a nerostnými zásobami základní surovin, což ovlivňuje výslednou cenu baterií. Nevýhodou je ovšem nízký počet nabíjecích a vybíjecích cyklů způsobený změnou tvaru zikové elektrody a růstu zinkových dendritů. Jednou z možností, jak vyřešit zmíněné nevýhody, je depozice zinku za kontrolovaných podmínek, čehož lze dosáhnout v průtočných bateriích.
Jelikož je chování chemie zinek-vzduch v průtočných bateriích málo prozkoumanou oblastí, nelze spoléhat na komerční řešení. Proto si dává tato práce za cíl vývoj laboratorní sekundární průtočné zinko-vzduchové baterie, která umožní následný výzkum v této oblasti.
|
|
10:20
|
Tomáš
Pachl
|
B3
|
doc. Ing. Petr Kočí, Ph.D.
|
Studie reakční kinetiky oxidace CO a C3H6 na katalyzátoru automobilových výfukových plynů
|
detail
Studie reakční kinetiky oxidace CO a C3H6 na katalyzátoru automobilových výfukových plynů
V současnosti se kladou stále větší nároky na složení výfukových plynů u automobilů, a proto je nutné porozumět chování katalyzátorů a správně jej předvídat. Tato studie se zabývá deaktivací katalyzátoru při oxidaci propenu v široké škále reakčních podmínek typických pro trojcestný (TWC) a dieselový oxidační (DOC) katalyzátor obsahující platinu a/nebo palladium. Deaktivace je způsobena částečnou oxidací propenu na meziprodukty, které se akumulují na povrchu, blokují aktivní centra a snižují tak jeho efektivnost zejména při oxidaci CO. To má za následek v úzkém teplotním pásmu pokles konverze CO s rostoucí teplotou. Za vyšších teplot a relativně vyššího obsahu O2 vůči redukujícím složkám (chudé podmínky) se meziprodukty stačí oxidovat a nehromadí se na povrchu. Tento efekt byl nejmarkantnější na Pt katalyzátoru v přítomnosti NO za stechiometrických a mírně chudých podmínek. Experimentálně pozorované jevy byly zohledněny v počítačových simulacích. Do kinetického modelu byly zahrnuty rovnice popisující částečnou oxidaci propenu na povrchové meziprodukty, které blokují katalytická centra a inhibují reakce, jejich oxidace a dále částečná oxidace propenu na CO, přispívající k dočasnému nárůstu koncentrace CO. Vyvinutý model umožňuje preciznější předpověď konverze klíčových složek.
|
|
10:40
|
Lenka
Kolářová
|
B3
|
prof. Dr. Ing. Juraj Kosek
|
Elektrostatické nabíjení komerčních plastů za účelem jejich separace
|
detail
Elektrostatické nabíjení komerčních plastů za účelem jejich separace
Demands for plastic are still increasing, especially in car industry, packaging, construction or electronics. Hundreds of megatons of plastic waste is produced each year. Recycling is limited due to the lack of effective and efficient separation method. Thus, majority of plastic waste is burned in furnaces instead of being recycled. Our long-term vision is to develop a cost-efficient plastic separator based on the principle of tribocharging. The goal of this work was to determine parameters affecting the charging of common plastic materials (PP, HDPE, PS, PET and PMMA) and to find conditions leading to the different charging of each material. First, we charged grinded plastics by corona charging unit to see particle performance, especially what is the saturation charge for studied materials. Then, we constructed an apparatus for triboelectric charging of powders with a possibility to control stress applied on our samples. Bigger applied stress led to bigger charge on the powder. This is mostly because the rough particle surface is flattening and consequently the total particle area available for charging is increasing. We showed that colorants are important additives affecting the charging of plastic.
|
|
11:00
|
Jakub
Klimošek
|
B3
|
prof. Dr. Ing. Juraj Kosek
|
Optimalizace procesu měření difuze v polymerech metodou "pressure-decay"
|
detail
Optimalizace procesu měření difuze v polymerech metodou "pressure-decay"
Dynamika transportu plynných složek v polymerních materiálech je jednou z důležitých charakteristik, které je nutno znát pro celou řadu aplikací v polymerním průmyslu. V této práci je kladen důraz na optimalizaci dosavadní metody měření difuzních koeficientů pomocí dynamiky tlakové odezvy a rozšíření knihovny difuzních dat. Byla studována difuze pro různé penetranty v rozdílných polymerních vzorcích při odlišných teplotách. Díky optimalizacím stávající aparatury, metody měření a zpracování naměřených dat můžeme měřit difuzní koeficienty i u uhlovodíků, které mají nízké hodnoty tlaku nasycených par při studovaných teplotách, jako jsou n-hexan, 1-hexen, iso-heptan či cyklopentan. Výsledná data byla porovnávána s gravimetrickým měřením rozpustnosti, což vede k dalšímu zkvalitnění výsledných difuzivit a porozumění probíhajícím dějům. Stávající proces měření je ale stále časově náročný a proto jsme se rozhodli celý proces automatizovat. Díky automatizaci budeme schopni naměřit velké množství experimentů v kratším čase a získat tak statisticky přesnější hodnoty difuzivit. Přispějeme tak k systematickému mapování difúzního transportu v průmyslově relevantních vzorcích polyethylenu s hustotou 900 až 970 kg/m3.
|
|
11:20
|
Martin
Šourek
|
B3
|
Ing. Martin Isoz
|
DEM-CFD
study of flow in a random packed bed
|
detail
DEM-CFD
study of flow in a random packed bed
Most catalytic surface reactions as well as other industrial applications take advantage of fixed packed bed reactors. Designers of these reactors rely mostly on empirical formulas derived for various simplifying assumptions, e.g. uniformly distributed porosity. The made simplifications and especially the assumption of uniformly distributed porosity fail if the tube to particle diameter ratio goes under 10 and the „wall effect“ becomes more significant. Thus, the complete three-dimensional structure of the packed bed has to be considered. Thanks to ongoing improvements in numerical mathematics and computational power, the methods of computational fluid dynamics (CFD) have become a great tool for comprehensive description of these problematic packed beds. Three-dimensional simulations of the flow through two fixed beds differing in the type of the used particle are presented and compared with available experimental and empirical results. To generate the random fixed beds, we propose a custom method based on DEM code implemented in open-source software Blender. Thereafter, OpenFOAM tools (snappyHexMesh, simpleFoam) are used for creation of the computational mesh and solution of the governing equations describing a single-phase flow in the packed bed.
![]()
|
