Sestava 1 - Akademický bulletin - Akademie vÄd ÄR
Sestava 1 - Akademický bulletin - Akademie vÄd ÄR
Sestava 1 - Akademický bulletin - Akademie vÄd ÄR
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
o b h a j o b y D S c .<br />
Režimy toku ve vícefázových<br />
plyno-kapalinových soustavách<br />
Pracovník Ústavu chemických procesů AV ČR doc. Marek Růžička obhájil<br />
disertaci Režimy toku ve vícefázových plyno-kapalinových soustavách před komisí<br />
Chemické inženýrství a získal vědecký titul „doktor chemických věd“. Doc. M. Růžička<br />
je v oblasti chemického inženýrství výraznou vědeckou osobností; značným způsobem<br />
posunul současné znalosti o plyno-kapalinových reaktorech, a to zejména díky respektování<br />
škálového charakteru vícefázových soustav a unikátní syntéze experimentálního, teoretického<br />
a numericko-simulačního přístupu, v této oblasti chemického inženýrství zcela neobvyklé.<br />
Vícefázová hydrodynamika se zabývá studiem proudění<br />
heterogenních soustav složených z více než jedné<br />
fáze. Pod pojmem „fáze“ rozumíme makroskopicky rozlišitelnou<br />
komponentu směsi, která je nemísitelná s fázemi<br />
ostatními. Například proudění kapalin a plynů je jednofázové.<br />
Avšak proudění plynů obsahujících kapky nebo tuhé<br />
částice je vícefázové. Podobně vícefázové je proudění kapalin<br />
obsahujících bubliny, kapky či tuhé částice. V nejjednodušším<br />
případě existují pouze dvě fáze, z nichž jedna je<br />
spojitá a druhá je v ní rozptýlena ve formě diskrétních částic.<br />
Příkladem toho je sodovka, dvoufázový plyno-kapalinový<br />
systém, v němž je spojitou fází voda a nespojitou<br />
fází bubliny plynu. Velké množství proudících systémů<br />
v přírodě i v lidmi vytvořených technologiích je vícefázových.<br />
V průmyslových aplikacích je třeba kontaktovat různé<br />
fáze, aby proběhly žádoucí transportní a reakční děje.<br />
Předmětem doktorské disertace je studium základních<br />
rysů chování plyno-kapalinových soustav v chemicko-<br />
-inženýrských systémech, jejichž typickým reprezentantem<br />
jsou probublávané kolony. Disertace má formu<br />
komentáře k souboru vědeckých prací publikovaných<br />
v odborných časopisech a pokrývá asi 15 let intenzivního<br />
výzkumu. Materiál je strukturován do tří různých<br />
úrovní rozlišení: mikro-, mezo- a makro-.<br />
Na úrovni malého měřítka byly studovány elementární<br />
jevy spojené se vznikem jednotlivých bublin na ponořených<br />
otvorech. Proces tvorby bublin je složitý hydrodynamický<br />
proces s výrazně nelineárním charakterem. Cílem<br />
bylo porozumět základním režimům tvorby bublin jak<br />
na izolovaných otvorech perforovaných pater, tak i při<br />
jejich vzájemné interakci. Podařilo se experimentálně<br />
identifikovat periodické a aperiodické režimy a vymezit<br />
podmínky jejich existence. Byla navržena teorie pro detailní<br />
popis procesu tvorby bublin.<br />
Na úrovni středního měřítka byly studovány hydrodynamické<br />
interakce v omezených souborech bublin. Byly<br />
zvoleny jednorozměrné soubory – řetězce bublin, neboť<br />
jen pro tento případ bylo k dispozici dostatek podkladů<br />
potřebných k vybudování chybějící celistvé teorie. Řešení<br />
modelu jsou v souladu s dostupnými experimentálními<br />
ab<br />
20<br />
daty a je třeba ještě mnohých měření k otestování dalších<br />
predikcí teorie (vertikální stabilita klastrů, perzistentní<br />
oscilace, šíření poruch a vln po hydrodynamických<br />
transmisních médiích apod.).<br />
Na úrovni velkého měřítka byly studovány klíčové jevy<br />
týkající se proudění plyno-kapalinových směsí v aparátech<br />
kolonového typu, které se často používají v aplikacích.<br />
Cílem bylo probádat dva základní režimy toku<br />
v těchto soustavách: homogenní a heterogenní. Byl vypracován<br />
jejich modelový popis, pochopeny mechanismy<br />
jejich přechodu, vybudována teorie stability, vypracována<br />
metoda pro určení kritického bodu z naměřených dat<br />
a provedeny parametrické studie.<br />
Výzkum tak navázal na dlouholetou vícefázovou tradici,<br />
která v našem ústavu započala v 60. letech 20. století<br />
(G. Standard, F. Kaštánek, J. Zahradník). Počátek nové<br />
éry lze datovat do r. 1993, kdy bylo pod vedením prof.<br />
Jiřího Drahoše založeno nové Oddělení vícefázových<br />
reaktorů.<br />
■<br />
MAREK RŮŽIČKA,<br />
Ústav chemických procesů AV ČR, v. v. i.<br />
FOTO: ARCHIV AUTORA
Change language