Numerical modeling of behavior of a particle composite with crosslinked polymer matrix

Diplomová práce se zabývá stanovením makroskopického chování částicového kompozitu se sesíťovanou polymerní matricí zatíženého tahem. Hlavním cílem práce je určení mechanických vlastností kompozitu při tahovém zatížení za pomocí numerických metod (zejména metody konečných prvků). Vyšetřovaný kompozit je složen z matrice v kaučukovitém stavu a z tuhých částic na bázi oxidu hliníku (Al2O3). Hyperelastické vlastnosti matrice byly popsány pomocí Mooney-Rivlinova modelu materiálu. V úvahu byly brány různé konfigurace rozmístění částic, jejich odlišný tvar, orientace a rozlišné objemové množství, pro něž byly vytvořeny numerické modely, přičemž bylo vzato do úvahy také porušování matrice kompozitu. Výsledky výpočtů jsou porovnány s experimentálními daty, přičemž byla konstatována dobrá shoda mezi numerickými modely s porušováním matrice a experimentálními daty.The master's thesis deals with the determination of macroscopic behavior of a particulate composite with cross-linked polymer matrix under tensile load. The main focus of thesis is estimation of mechanical properties of a composite loaded by tensile loading using numerical methods (especially finite elements method). Investigated composite is composed of matrix in a rubbery state filled by alumina-based particles (Al2O3). Hyperelastic properties of the matrix have been modeled by the Mooney-Rivlin material model. Different compositions of particles, their different shape, orientation and different volume fractions have been considered. For all these characteristics of composite numerical models have been developed. The damage mechanisms of the matrix have also been taken into account. Results of numerical analyses have been compared with experimental data and good agreement between numerical models with damage mechanisms of matrix and experimental data has been found.

Concrete with fly ash for XF3 and XF4

Tato bakalářská práce se zabývá betony s použitím elektrárenského popílku, jako aktivní příměsi pro prostředí XF3 a XF4. Bakalářská práce je rozdělena na dvě části. První, teoretická část je zaměřena na základní informace o elektrárenských popílcích a řeší dosavadní poznatky o betonech s částečnou náhradou popílku a posuzuje následně jejich vlastnosti jak v čerstvém, tak v zatvrdlém stavu. Dále jsou uvedeny světové poznatky chování těchto betonů. Druhá část se zabývá experimentálním ověřením těchto poznatků obsažených v teoretické části. Cílem této práce je ověřit trvanlivost betonu s popílkem pro prostředí XF3 a XF4.This bachelor thesis deals with concrete using fly ash as an active ingredient for environment XF3 and XF4. Bachelor thesis is divided into two parts. The first, theoretical part, is focused on basic information on power generation of fly ashes and solves the existing knowledge about concrete with partial asphalt replacement and then evaluates their properties both in fresh and condensed state. Below are the world-wide knowledge of the behavior of these concrete. The second part deals with the experimental verification of these findings contained in the theoretical part. The aim of this work is to verify the durability of concrete with fly ash for XF3 and XF4 environments.

"Proč to neříct česky?": Slova převzatá z angličtiny v českém neheterosexuálním sociolektu a jejich používání v e-komunikaci

This thesis pays attention to the Czech non-heterosexual sociolect and, more precisely, the English loanwords used in otherwise entirely Czech computer-mediated communication. The term in the title: "non-heterosexual", is used to include a broader spectrum of possible respondents who consider their sexual identity different from binary homosexual and heterosexual sexual orientation. To be able to observe a real sample of this type of communication, this thesis gathers a collection of conversations from users of a popular dating app called Grindr, which is one of the most popular dating services in the world. The reasons for the tendency of using the English loanwords instead of their Czech counterparts are mainly accredited to a degree of emotional detachment that they provide. The hypothesis is that the users of this service are most likely to use English loan words instead of their Czech counterparts when discussing sexual relations as it serves as a "depersonifying" defensive tool. A follow-up questionnaire is then also proposed to the respondents in which they are supposed to pick from a selection of messages in three different contexts the one they are more likely to use themselves. If the hypothesis is correct, they are most likely to choose the message with English loanwords in the context of sex....Tato práce zkoumá český neheterosexuální sociolekt a jeho specifický aspekt používání slov převzatých z anglického jazyka v jinak zcela české e-komunikaci. Termín neheterosexuální je použit pro rozšíření možných respondentů, kteří používají jiných termínů než pouze binární dvojici heterosexuální a homosexuální pro označení svojí vlastní sexuální orientace. Aby práce mohla sledovat skutečný vzorek této komunikace, sbírá opravdové konverzace uživatelů populární seznamovací služby Grindr, která je jednou z nejpopulárnějších služeb svého druhu na světě. Používání těchto anglických přejímek místo jejich českých ekvivalentů je zejména zapříčiněno psychologickému a citovému odstupu, které cizí slova poskytují. Hypotézou této práce je, že uživatelé této služby sahají po těchto anglických přejímkách zejména při rozebírání sexuálních vztahů, protože jim poskytují obranný nástroj a možnost odosobnění od obsahu. Respondenti poté mají také zodpovědět na následující dotazník, ve kterém mají ze série zpráv ve třech různých kontextech vybrat tu, kterou by sami nejpravděpodobněji poslali. Pokud je hypotéza správná, jejich volbou budou v kontextech sexu zprávy s anglickými slovy. Použití anglicismů je zajímavý prvek českého neheterosexuálního sociolektu, který zatím nebyl prozkoumán. Tato práce tak přináší moderní přístup ke...Department of the English Language and ELT MethodologyÚstav anglického jazyka a didaktikyFilozofická fakultaFaculty of Art

Mathematical Model of Biomass Boiler for Control Purposes

Práce se zabývá vytvořením dynamického matematického modelu biomasového kotle jako regulované soustavy a praktickým využitím tohoto modelu. V úvodní části práce je představena problematika energetického využívání biomasy a popsán aktuální vývoj v oblasti automatického řízení biomasových kotlů středních výkonů (jednotky MW). Přesto, že je tématem práce tvorba matematického modelu pro účely řízení, pozornost je věnována také technologii kotlů a fyzikální podstatě dějů, které v nich probíhají. Tvorba modelu vychází nejenom z těchto důležitých poznatků, ale také z experimentálních dat získaných během měření v reálném provozu. Na základě získaných dat byly provedeny bilanční výpočty sloužící k upřesnění statických vlastností experimentální jednotky pro spalování biomasy. Ustřední část práce popisuje tvorbu dynamického matematického modelu, který vycházel právě z těchto bilančních výpočtů a dále z naměřených přechodových charakteristik systému. Sestavený dynamický model byl ověřen porovnáním s experimentálními daty pomocí simulací v programu Simulink. Model regulované soustavy je v další části práce doplněn modelem regulátoru a následnou simulací je ověřena platnost celého zapojení. Dále je proveden návrh nové struktury řízení, která s sebou přináší výrazné zlepšení kvality regulace. V závěru práce jsou uvedeny možnosti dalšího využití modelu kotle v teorii automatického řízení i průmyslové praxi.he thesis focuses on building of dynamic mathematical model of biomass boiler as a controlled system and the use of this model in practise. At the first part of the thesis the area of energy production using biomass is introduced and the current development at the area of the automatic control of biomass boilers with medium energy output (in units of MW) is described. Although the main topic of the thesis is the construction of model of biomass boiler for control purposes, thesis deals with technology of boilers and principles of its inner processes as well. Creation of the model comes out not only from these important findings, but also from experimental data collected during measurements in real operation. Heat and mass balance calculations were made according to these data and they serve to precise static properties of experimental unit for biomass combustion. Central part of the thesis presents development of the final model that resulted from balance calculations and from step responses of the system obtained by measuring. Built dynamic model is compared with experimental data through simulations in Simulink and verified. At the next part the model of controlled system is completed with control system and closed-loop control circuit is validated and verified by simulation. Then the design of new controller configuration, which improves the quality of control considerably, is presented. At the final part of the thesis, possibilities of other use of the model of boiler are given, both in control theory and in industrial practice.

Estimation of effective material characteristics of polymer composites

Tato bakalářská práce se zabývá stanovením efektivních elastických materiálových charakteristik částicemi zpevněného kompozitu s polymerní matricí. První část práce je věnována stanovení elastických vlastností na základě analýzy vztahů nalezených v literatuře. Druhá část je věnována numerickému modelování kompozitních částic pomocí metody konečných prvků. Byly vzaty do úvahy dvě různé polymerní matrice a dvě různé skladby částic v matrici. Výpočty byly provedeny pro široké spektrum objemového množství částic. Výsledky z obou analytických a numerických odhadů byly porovnány a užitečný analytický vztah pro odhad efektivních elastických materiálových vlastností daného druhu kompozitu byl nalezen.The bachelor thesis deals with determination of the effective elastic material characteristics of particle reinforced composite with polymer matrix. The first part of the work is devoted to the estimation of the elastic properties on the base of analytical relations found in the literature. The second part is devoted to the numerical modeling of the particle composite using finite element method. Two different polymer matrixes are taken into account and two different compositions in the particles in the matrix were considered. The calculations were performed for wide range of particle volume fraction. The results from both analytical and numerical estimations were compared and useful analytical relation for estimation of effective elastic material properties of given kind of composite has been found.

The energy performance of vacuum evaporators for liquid digestate treatment in biogas plants

Vacuum evaporation is an efficient method for reducing the volume of liquid digestate (LD) from biogas plants (BGP). Furthermore, thickening LD in BGP contributes to the efficient utilization of waste heat and also reduces fossil fuel consumption that is needed for transporting LD. However, the utilization of vacuum evaporation must be reasonable, and a comprehensive study should precede the integration of evaporation technology in a particular BGP. For this purpose, this study compares selected parameters of three types of industrial evaporators which may be suitable for LD thickening. Furthermore, this study provides a mathematical model that describes the mass and energy balances of the chosen evaporators and is able to evaluate their energy performance for a given set of input variables. It was concluded that the forced-circulation evaporator has the highest energy requirements and also requires a high cooling performance. This type of evaporator will be interesting for the plant owners only if the cost of power generation is extremely low. In terms of consumption of energy and cooling duty, the multi-stage flash evaporator is the most efficient and it also requires the least heat transfer area. The falling-film evaporator provides only slightly worse performance

Catalytic thermal degradation of Chlorella Vulgaris: Evolving deep neural networks for optimization

The aim of this study is to identify the optimum thermal conversion of Chlorella vulgaris with neuro-evolutionary approach. A Progressive Depth Swarm-Evolution (PDSE) neuro-evolutionary approach is proposed to model the Thermogravimetric analysis (TGA) data of catalytic thermal degradation of Chlorella vulgaris. Results showed that the proposed method can generate predictions which are more accurate compared to other conventional approaches (>90% lower in Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Bias Error (MBE)). In addition, Simulated Annealing is proposed to determine the optimal operating conditions for microalgae conversion from multiple trained ANN. The predicted optimum conditions were reaction temperature of 900.0 °C, heating rate of 5.0 °C/min with the presence of HZSM-5 zeolite catalyst to obtain 88.3% of Chlorella vulgaris conversion

Technology for Hot Spring Cooling and Geothermal Heat Utilization: A Case Study for Balneology Facility

Reducing energy costs in Europe is more challenging than before due to extreme price increases. The use of local renewable energy sources is one way to contribute to this effort. In the case of spa resorts, the use of heat from hot springs for therapeutic baths is an option. It is necessary to cool down this thermal mineral water to a temperature acceptable to the human body. However, due to the high mineral content of this water, heavy fouling can be a problem for conventional heat exchangers. The purpose of this study is to identify the suitable cooling technology in terms of required cooling capacity and waste heat recovery capability. The cooling technology was selected on the basis of a literature search. A pilot cooling unit consisting of vacuum cooler and plate heat exchanger was designed and tested in a real spa resort for six months. Both selected technologies have demonstrated the ability to cool thermal mineral water in long-term operation, as well as the possibility to utilize waste heat for domestic hot water heating. However, fouling problems occur in the plate heat exchanger. The vacuum cooler demonstrated greater operational robustness and resistance to encrustation

Catalytic thermal degradation of Chlorella Vulgaris: Evolving deep neural networks for optimization

The aim of this study is to identify the optimum thermal conversion of Chlorella vulgaris with neuro-evolutionary approach. A Progressive Depth Swarm-Evolution (PDSE) neuro-evolutionary approach is proposed to model the Thermogravimetric analysis (TGA) data of catalytic thermal degradation of Chlorella vulgaris. Results showed that the proposed method can generate predictions which are more accurate compared to other conventional approaches (>90% lower in Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Bias Error (MBE)). In addition, Simulated Annealing is proposed to determine the optimal operating conditions for microalgae conversion from multiple trained ANN. The predicted optimum conditions were reaction temperature of 900.0 °C, heating rate of 5.0 °C/min with the presence of HZSM-5 zeolite catalyst to obtain 88.3% of Chlorella vulgaris conversion