SLO | ENG

Večja pisava | Manjša pisava

Iskanje po katalogu digitalne knjižnice Pomoč

Iskalni niz: išči po
išči po
išči po
išči po
* po starem in bolonjskem študiju

Opcije:
  Ponastavi


71 - 80 / 105
Na začetekNa prejšnjo stran234567891011Na naslednjo stranNa konec
71.
Reševanje inverznih problemov prenosa toplote v tkivu z metodo robnih elementov
Jurij Iljaž, 2012, doktorska disertacija

Opis: Delo obravnava inverzni problem prenosa toplote v tkivu, tj. numerično določitev krajevno odvisnega perfuzijskega pretoka v nehomogenem tkivu na osnovi neinvazivnih meritev temperature in toplotnega toka. Pri tem obravnavani problem temelji na Pennesovem matematičnem modelu. Tako pridemo do realnejšega opisa problema oziroma stanja tkiva ter možnosti določitve perfuzijskega pretoka v posameznem tkivu, ki pa je še kako pomemben tako za diagnostiko kot tudi nekatere klinične aplikacije. Problem je bil zaradi svoje zahtevnosti obravnavan numerično, pri čemer je bil postavljen nov numerični algoritem na osnovi MRE (Metode Robnih Elementov) in optimizacije. Pri tem je bila MRE uporabljena za reševanje direktnega problema prenosa toplote v nehomogenem tkivu ob predpostavljeni neznani spremenljivki ter s tem določitve namenske funkcije, ki jo želimo minimizirati s primerno optimizacijsko metodo. Izbrani sta bili dve optimizacijski metodi; BFGS (Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno) in LM (Levenberg-Marquardt), ki smo ju zaradi nestabilnosti obravnavanega inverznega problema nadgradili z uporabo Tihonove regularizacije prvega reda, pri tem pa uporabili metodo L-krivulje za določitev optimalnega regularizacijskega parametra. Numerični algoritem je bil pri tem testiran za različne testne funkcije perfuzijskega koeficienta tako homogenega kot nehomogenega tkiva, pri čemer robni in začetni pogoji zadostijo enoličnosti inverznega problema. S tem je bil analiziran numerični algoritem kot tudi reševanje inverznega problema za primer eksaktnih meritev in meritev s šumom. Tako smo prišli do celovite analize primernosti optimizacijske metode, uporabljene regularizacije za reševanje tovrstnih primerov, kot tudi vpliva nehomogenosti, začetne vrednosti, šuma v meritvah in porazdelitev neznane funkcije, ki jo želimo rekonstruirati. Rezultati pri tem kažejo, da je numerični algoritem z uporabo LM metode ter uporabljene regularizacije primernejši od BFGS metode za podani inverzni problem, saj je rešitev globalno stabilna, natančneje določi neznano funkcijo in tudi hitreje konvergira. Regularizacija prvega reda je primerna le za gladke monotone funkcije z nizko vrednostjo prvega odvoda, drugače je rekonstrukcija funkcije možna le v območju blizu meritev, pri čemer ima nehomogenost snovnih lastnosti velik vpliv, še zlasti ob prisotnosti tkiva z nižjo toplotno prevodnostjo. Rekonstrukcija je možna tudi ob prisotnosti nižje stopnje šuma, medtem ko je resolucija pri višji stopnji na račun regularizacije izgubljena, kar oteži reševanje problema. Delo je usmerjeno le v numerični del problema in tako predstavlja osnovo za nadaljnji razvoj neinvazivnih metod določitve perfuzijskega pretoka krvi v realnem nehomogenem tkivu.
Ključne besede: inverzni problemi, prenos toplote v tkivu, metoda robnih elementov, optimizacija, nehomogenost tkiva, perfuzijski pretok krvi
Objavljeno: 07.08.2012; Ogledov: 1406; Prenosov: 142
.pdf Celotno besedilo (883,38 KB)

72.
KAVITACIJSKA EROZIJA V VBRIZGALNIH KOMPONENTAH Z UPORABO POLIDISPERZNEGA KAVITACIJSKEGA MODELA
David Greif, 2012, doktorska disertacija

Opis: Predložena doktorska disertacija se ukvarja z numeričnim modeliranjem erozijskih efektov kot posledico kavitacijskega toka. Tovrstni tokovi se pojavljajo v različnih industrijskih procesih in so še posebej pomembni v industriji, ki proizvaja ali uporablja komponente za dovod in vbrizg goriva pod visokimi tlaki. Zmožnost numeričnih simulacij tovrstnih notranjih tokov s pomočjo računalniške dinamike tekočin (CFD) omogoča učinkovito oblikovanje vbrizgalnih šob in drugih komponent za dovod goriva, kot so tlačilke, skupni vodi, različni ventili. Ustrezno fizikalno modeliranje samega kavitacijskega toka je predpogoj za določitev agresivnosti obravnavanih pogojev in erozijskih posledic kavitacije. Gonilna sila za nastanek erozijske škode so implozije parnih mehurčkov v kavitacijskem toku. Ponavljajoče se implozije parne faze na površini izpostavljenega materiala sčasoma povzročijo površinske poškodbe. Pravilna ocena nastanka in transporta parne faze v obliki mehurčkov je ključnega pomena. Polidisperzni kavitacijski model v komercialnem CFD programu AVL FIRE je bil uporabljen kot osnova predstavljene disertacije. Materialni erozijski model je bil modificiran in prilagojen v okvirje dinamike tekočin ter implementiran v CFD program. Predvideva, da material ne prenese obremenitev nad mejo plastičnosti materiala in ocenjuje agresivnost kavitacijskega toka kot funkcijo števila implozij mehurčkov na enoto površine in velikosti le-teh ob imploziji na površini. Model omogoča numerične simulacije erozijskih efektov, kar ima izredno vrednost pri oblikovanju komponent za dovod in vbrizg goriva. Kombinacija materialnega erozijskega modela z večfaznim modelom za dinamiko tekočin je unikatna in predstavlja jedro disertacije. Prikazanih je več rezultatov, ki kažejo na zmožnost modela za kvantitativno in kvalitativno oceno verjetnosti nastanka erozijskih poškodb materiala. Prikazane so tudi posledice erodirane površine izvrtin vbrizgalne šobe na širjenje curka goriva. To nakazuje na vpliv erozije na pripravo mešanice goriva in samo zgorevanje.
Ključne besede: kavitacija, erozija, erozijska škoda, injektor, vbrizgalna šoba, vbrizgalne komponente, pretok skozi šobo
Objavljeno: 01.08.2012; Ogledov: 1035; Prenosov: 88
.pdf Celotno besedilo (4,97 MB)

73.
Računalniško modeliranje zobnih vsadkov
Franci Gačnik, 2012, doktorska disertacija

Opis: Znano je, da optimalen naklon zobnega vsadka sovpada z naklonom korenine naravnega zoba, ki je bila nadomeščena z zobnim vsadkom. Pomanjkanje kostne mase (atrofija kosti) zlasti v zadnjih segmentih spodnje in zgornje čeljusti ter anatomske omejitve, kot so maksilarni sinusi, nosna votlina in mandibularni živec, pa običajno zahtevajo poševno vgradnjo zobnih vsadkov. Vsak takšen naklon zobnega vsadka povzroča nastanek večosnih obremenitev vsadka, kar povzroča resorpcijo marginalne kosti in tako sčasoma izgubo zobnega vsadka. V okviru te doktorske disertacije so bili z namenom določitve mehanskega odziva kostnega tkiva razviti različni natančni numerični modeli vseh sestavnih elementov konstrukcije implantatno nošene zobne prevleke, podprte z zobnim vsadkom, ki je lahko vstavljen v čeljustno kost na mesto spodnjega levega prvega kočnika pod različnimi koti. Začetna geometrija v simulacijah uporabljenih modelov zobnih vsadkov in opornikov zobnih prevlek je bila posneta po dejanskih tovrstnih izdelkih z imenom Ankylos Plus, proizvajalca Dentsply. Pri analizah je bila upoštevana tudi anizotropnost kostnega tkiva. Kostno tkivo je bilo modelirano z linearno elastičnim materialnim modelom, pri čemer so bile elastične lastnosti tkiva odvisne od kostne gostote, ki je izražena v enotah Hounsfielda. Rezultati parametričnih računalniških simulacij kažejo, da je način modeliranja kostnega tkiva z elastičnim, od kostne gostote odvisnim ortotropnim materialnim modelom najprimernejši, saj je v njem prek kostne gostote neposredno upoštevan vpliv stanja kostnega tkiva. Nadalje se je izkazalo, da je trdnost v simulacijah uporabljenega zobnega vsadka pri večjih vrednostih okluzijskih sil nezadostna, saj je v tem primeru presežena meja plastičnosti materiala vsadka. Najpomembnejša ugotovitev je, da obstaja pri uporabi obravnavanega zobnega vsadka resna nevarnost trajne poškodbe kostnega tkiva pod vplivom vseh treh, v tej nalogi modeliranih vrednosti okluzijskih sil. Tako lahko na osnovi računalniških simulacij sklepamo, da obstoječa geometrija obravnavanega zobnega vsadka pri večjih vrednostih okluzijskih sil ni primerna, zato je v takšnih primerih priporočljivo uporabiti večji dimenzijski razred zobnega vsadka ali celo vsadek z drugačno geometrijo.
Ključne besede: zobni vsadek, nadomestni zob, zobna biomehanika, naklon zobnega vsadka, mehanske lastnosti kostnega tkiva, računalniške simulacije
Objavljeno: 27.07.2012; Ogledov: 1595; Prenosov: 310
.pdf Celotno besedilo (11,02 MB)

74.
MODEL INTELIGENTNEGA SISTEMA ZA PODPORO ODLOČANJU PRI IZBIRI POLIMERNIH MATERIALOV V PROCESU RAZVOJA IZDELKOV
Urška Sancin, 2012, doktorska disertacija

Opis: Proces razvoja izdelka je kompleksen proces, znotraj katerega mora inženir sprejemati mnogo pomembnih odločitev, ki se ne nanašajo le na konstrukcijo, ampak na vse faze dobe trajanja izdelka. Izbira materiala je v sklopu procesa konstruiranja izrednega pomena, saj izbrani material v začetnih fazah razvoja izdelka znatno vpliva na vse prihodnje aktivnosti v procesu, ter na posledice, ki jih ima izdelek na okolico v njegovi celotni dobi trajanja. Pri svojem delu konstrukterji mnogokrat naletijo na dileme v procesu odločanja, pri čemer so mladi, neizkušeni inženirji na začetku kariere, kot tudi mala in srednje velika podjetja, v zapostavljenem položaju, saj pomanjkanje izkušenj posledično pomeni slabši izdelek ali najem strokovnjaka. Vpliv izdelka na okolje je definiran z različnimi parametri ekološkega spektra, ki jih lahko nadzorujemo v procesu izbire materiala. Eden takih je recikliranje, ki je pereča problematika polimernih materialov, saj je delež reciklirane plastike bistveno manjši od deleža drugih materialov. Kvarni vpliv človeka na okolje in izkoriščanje neobnovljivih virov tako kažeta na pomembnost težnje k trajnostnemu razvoju. Z razvojem modela sistema za podporo odločanju pri izbiri polimernih materialov z upoštevanjem okoljskega vidika smo v sklopu doktorske disertacije skušali doprinesti k znanosti tega področja ter predvsem razviti računalniško podporo pri konstruiranju okolju prijaznih izdelkov iz polimernih materialov v inženirski praksi.
Ključne besede: proces razvoja izdelka, konstruiranje za okolje, izbira materiala, sistem za podporo odločanju, polimerni material, človeško znanje
Objavljeno: 06.07.2012; Ogledov: 1449; Prenosov: 182
.pdf Celotno besedilo (2,14 MB)

75.
NUMERIČNA ANALIZA POGOJEV ZGOREVANJA ODPADKOV IN OPTIMIZACIJA ZGOREVALNEGA PROSTORA KURILNE NAPRAVE Z REŠETKO
Miran Kapitler, 2012, doktorska disertacija

Opis: Proces zgorevanja, ki se odvija v kurilnih napravah in uporablja mestne komunalne odpadke kot gorivo, zahteva natančno razumevanje tega fenomena. Ta proces je odvisen od mnogih vhodnih parametrov, kot je kvalitativna analiza mestnih komunalnih odpadkov, letni čas, hitrost vstopnega primarnega in sekundarnega zraka, ter od izhodnih parametrov, kot je temperatura ali masno razmerje produktov zgorevanja na izstopu. Upravljanje s spremenljivostjo in medsebojno odvisnostjo teh parametrov je v praksi lahko zelo oteženo, saj moramo zagotoviti optimalno zgorevanje z minimalnimi emisijami polutantov že v projektni fazi. Z uporabo računalniške dinamike tekočin smo proučevali realno kurilno napravo z zgorevanjem na rešetki s programskim paketom ANSYS CFX v okolju WORKBENCH 2. V nalogi smo uporabili variabilne robne pogoje vhodnih parametrov, ki bazirajo na rezultatih drugih avtorjev, in uporabili turbulentne, zgorevalne in sevalne modele ter modele za prenos toplote. Nadalje smo optimirali obratovalne pogoje obstoječe kurilne naprave in geometrijske parametre nove s pomočjo ciljno usmerjene optimizacije, tridimenzionalno napovedali in slikovno predstavili čas zadrževanja, temperaturna in hitrostna polja, tokovnice, sledili delcem letečega pepela, poljam koncentracij reaktantov in produktov zgorevanja ter formiranju dušikovih oksidov. Cilj optimizacije je ugotoviti vrednost posameznega vhodnega parametra, pri katerem obstoječa naprava dosega optimalne ali kritične − škodljive obratovalne pogoje oziroma optimalne dimenzije nove. Odvisnost med vhodnimi in izhodnimi parametri, ki jih definiramo in predstavljajo specifične pokazatelje popolnosti zgorevanja, smo prikazali v odzivnih diagramih, stopnjah občutljivosti posameznega parametra, histogramih in linearnih korelacijskih matrikah. Ta spoznanja nam zagotavljajo pomoč pri upravljanju kurilne naprave in preprečevanju kritičnih režimov obratovanja pri neugodnih spremembah obratovanja ter pri snovanju novih. Prikazan znanstveni pristop omogoča CFD analizo, numerično optimizacijo obratovalnih pogojev in zgorevalnega prostora že v sami projektni fazi snovanja bodoče kurilne naprave, kar nam omogoča hitrejši in učinkovitejši razvoj izdelka s pričakovano kakovostjo in obratovalno zanesljivostjo ter občutno znižuje stroške raziskav in daje prednost pred konkurenco.
Ključne besede: Modeliranje sežiga komunalnih odpadkov, kurilna naprava, sežig v plasti na rešetki, računalniška dinamika tekočin, sledenje delcev pepela, optimiranje pogojev zgorevanja in geometrije zgorevalnega prostora, občutljivost parametra, diagram odziva, linearna korelacijska matrika, histogram, računalniški program ANSYS WORKBENCH 2 − CFX 13.0.
Objavljeno: 23.05.2012; Ogledov: 1724; Prenosov: 192
.pdf Celotno besedilo (12,58 MB)

76.
Model inteligentnega CAD/CAM sistema za programiranje CNC obdelovalnih strojev
Simon Klančnik, 2012, doktorska disertacija

Opis: Sodobni obdelovalni sistemi so visoko avtomatizirani, zahtevajo veliko fleksibilnost in težijo k popolni avtonomnosti. Ker je programiranje obdelovalnih strojev zelo kompleksen proces, ki ga sestavlja več med seboj odvisnih problemov, ga kljub velikim naporom do danes še ni uspelo avtomatizirati. Pregled raziskav je pokazal, da so do sedaj razviti sistemi zelo ozko omejeni in lahko strokovnjaku služijo le kot pripomoček, pri pripravi postopka obdelave. V disertaciji predlagamo samodejno programiranje CNC-obdelovalnih strojev s pomočjo umetne inteligence. Razvita inteligenca je sposobna, ne le delno, ampak v celoti, reševati kompleksen problem samodejnega programiranja obdelovalnih strojev. Sistem na podlagi CAD-modela izdelka samodejno, brez pomoči strokovnjaka, pripravi NC-program obdelave, in sicer tako, da je obdelava varna, pravilna, časovno učinkovita in hkrati zadosti določenim tehnološkim zahtevam obdelave. Inteligentni CAD/CAM-sistem za svoje delovanje uporablja skupinsko inteligenco, NSGA-II večkriterijsko optimizacijo in usmerjeno nevronsko mrežo, hkrati pa koristi prednosti ter moč informatizacije in tako s porazdeljeno arhitekturo dosega večjo učinkovitost pri celovitem reševanju tako kompleksnega problema. Sistem je sestavljen iz napovedovalnega in evalvacijskega modula. V napovedovalnem modulu umetna inteligenca predlaga rešitve, ki vsebujejo informacije o trajektorijah rezov, izbranih orodjih in predlaganih rezalnih parametrih. Evalvacijski modul, na podlagi razvitih simulacijskih modelov, oceni predlagane rešitve glede na geometrijski, tehnološki in časovni kriterij ter kriterij učinkovitosti obdelave. V okviru raziskave smo razvili diskreten in tudi zvezen simulacijski model, ki ga razviti sistem uporablja pri iskanju optimalne rešitve. Predlagani sistem je v splošnem primeren za različne vrste obdelav, v disertaciji pa se zaradi obsega dela pri testiranjih omejimo zgolj na rezkanje. Rezultati testiranj so potrdili, da je z uporabo metod umetne inteligence mogoče samodejno programirati obdelovalne stroje.
Ključne besede: skupinska inteligenca, optimizacija z rojem delcev, nevronske mreže, genetski algoritmi, NSGA-II optimizacija, CAD/CAM-sistem, NC-programiranje, API-vmesnik, CNC-obdelovalni stroj, inteligentni obdelovalni sistem, računalniška simulacija, večkriterijska optimizacija
Objavljeno: 12.04.2012; Ogledov: 2902; Prenosov: 391
.pdf Celotno besedilo (18,28 MB)

77.
BIORAZGRADLJIVOST POSAMEZNIH KOMPONENT PRALNIH ODPADNIH VOD V BIOREAKTORJU
Brigita Altenbaher, 2012, doktorska disertacija

Opis: Industrijske pralnice so veliki porabniki sveže vode in pralnih sredstev, zaradi česar se čiščenju odpadnih vod namenja veliko pozornosti z ekološkega in ekonomskega vidika. Veljavna zakonodaja in visoki stroški okoljskih dajatev za onesnaženje voda, prisilijo industrijske pralnice k zmanjševanju količine odpadnih voda. V dosedanjih raziskavah je bilo ugotovljeno, da so odpadne vode iz pralnic zelo onesnažene, zaradi česar so potrebne različne metode čiščenja odpadnih vod, ki pa so precej drage. Zato je nujno potrebno zmanjšati onesnaženje odpadne vode z uporabo okolju prijaznejših pralnih in razkuževalnih sredstev, optimizirati postopke pranja in nato uvesti primerno metodo čiščenja s katero zmanjšamo količino odpadne vode. V okviru doktorske disertacije smo uvedli nov, okolju prijazen kemijsko-termični postopek pranja bolnišničnih tekstilij, ki poteka pri nižji temperaturi pranja. Pri pranju smo uporabili novo, ekološko primernejšo pralno sredstvo ter kombinirano belilno, razkuževalno in nevtralizacijsko sredstvo na osnovi perocetne kisline, vodikovega peroksida in ocetne kisline. Z uporabo takšnega razkuževalnega sredstva smo lahko znižali temperaturo pranja iz 90 °C na 40 °C in tako znižali porabo električne energije. Istočasno smo preskušali tudi dezinfekcijski učinek postopka pranja, ki ga pralnice bolnišničnega perila morajo zagotavljati, kakor tudi negativne učinke postopkov pranja na življenjsko dobo perila. V nadaljevanju raziskve smo optimirali sistem za čiščenje in recikliranje odpadnih voda z uporabo membranskega bioreaktorja (MBR), ki se bo lahko prilagodil različnim vrstam odpadnih vod v pralnicah. Pri različnih obratovalnih pogojih reaktorja smo preučevali biorezgradljivost posameznih komponent v sintetični pralni odpadni vodi. Na podlagi rezultatov smo določili optimalne pogoje delovanja MBR, ki so bili osnova za čiščenje različno obremenjene pralne odpadne vode. Podali smo možnost ponovne uporabe prečiščene vode v postopku pranja (recikliranje), na podlagi katere bi pralnice zmanjšale količino odpadnih voda in porabo sveže vode. Rezultat izvedene študije prikazuje možnost uporabe nizko temperaturnega pranja, pri čemer je higiena samega postopka pranja še vedno zagotavlja, njegova uvedba pa ima tudi pomemben vpliv na okolje, saj se močno zmanjša poraba električne energije. V študiji predlagana uvedba čiščenja in recikliranja prečiščene vode, zniža poraba sveže vode, zaradi česar so materialni stroški pralnice znižani.
Ključne besede: nizko temperaturno pranje, energija, odpadna voda, biorazgradljivost, membranski bioreaktor
Objavljeno: 20.03.2012; Ogledov: 1897; Prenosov: 193
.pdf Celotno besedilo (2,21 MB)

78.
Numerična analiza toka tekočine v vtočnem bazenu vertikalnih črpalk
Aljaž Škerlavaj, 2011, doktorska disertacija

Opis: Napovedovanje lokacije in intenzitete podvodnih in površinskih vrtincev je zelo pomembno v postopku načrtovanja vtočnih bazenov vertikalnih črpalk, kot na primer v nekaterih sistemih jedrskih elektrarn (v obratovalnih ali nezgodnih stanjih) ali v namakalnih sistemih. Močni podvodni ali površinski vrtinci so nezaželeni zaradi morebitne kavitacije, neenakomernega natoka vode na rotor in sesanja plavin ali zraka z vodne gladine, kar lahko poslabša delovanje črpalke ali celo povzroči njeno odpoved. Lokacijo in intenziteto vrtincev v črpalnih bazenih se navadno ugotavlja eksperimentalno na pomanjšanih modelih vtočnih bazenov. Ker je izdelava modelov in eksperimentalno testiranje drago, lahko pričakujemo, da bodo v prihodnosti numerični izračuni pomagali pri izvedbi eksperimentalnih testov ali pa jih celo nadomestili. V doktorski disertaciji smo testirali možnost napovedovanja toka tekočine v vtočnih bazenih z numeričnim izračunom. Na podlagi primerjave enofaznih numeričnih izračunov in eksperimentalnih podatkov smo iskali primeren turbulentni model za takšen tok tekočine. Primerjava je bila izvedena v treh korakih. V prvem delu doktorske disertacije smo obravnavali numerični izračun talnega vrtinca v vtočnem bazenu. V drugem delu disertacije smo izvedli numerični izračun površinskega vrtinca. Odkrili smo, da je najprimernejši turbulentni model za simulacijo talnega in tudi površinskega vrtinca model prilagodljivih skal velikosti (SAS) s korekcijo ukrivljenosti (CC). V drugem delu disertacije smo določali dolžino zračnega jedra površinskih vrtincev na osnovi predpostavke o Burgersovem tipu vrtinca. V tretjem delu disertacije smo uporabili model SAS-CC za numerični izračun laboratorijskega modela vtočnega bazena. Na podlagi primerjave z eksperimentalnimi rezultati glede oblike površinskih vrtincev in napovedanega sesanja zraka z vodne gladine smo potrdili, da je model SAS-CC primerna izbira za numerične izračune vtočnih bazenov.
Ključne besede: turbulentni model, simulacija, numerični izračun, talni vrtinec, površinski vrtinec, črpalni bazen, SAS, LES, SST, korekcija ukrivljenosti, sesanje zraka
Objavljeno: 23.12.2011; Ogledov: 1674; Prenosov: 106
.pdf Celotno besedilo (15,75 MB)

79.
INTEGRACIJA NAPREDNIH TEHNOLOGIJ ČIŠČENJA OBARVANIH ODPADNIH VOD IZ TEKSTILNE INDUSTRIJE
Nina Novak, 2011, doktorska disertacija

Opis: V doktorski disertaciji predstavljamo študijo določitve stroškovno optimalnih obratovalnih pogojev za razbarvanje in čiščenje vodne raztopine barvila C. I. Reactive Blue 268 z naprednimi procesi čiščenja. Najprej predstavljamo rezultate laboratorijskih eksperimentov in matematične modele procesov UV/H2O2 in Fe2+/H2O2. Rezultati kažejo, da lahko z uporabo metodologije odzivnih površin razvijemo ustrezna matematična modela, ki statistično zadostno opišeta odvisnost merjenih odzivov od izbranih (vplivnih) obratovalnih parametrov. Nato prikazujemo študijo optimiranja energijsko intenzivnega procesa UV/H2O2. Kot vplivne parametre smo upoštevali koncentracijo barvila, koncentracijo vodikovega peroksida, pH, čas obdelave in temperaturo. Stroške elektrike, stroške vodikovega peroksida in stroške vode za uravnavanje koncentracije barvila smo upoštevali kot relevantne obratovalne stroške. Čeprav so minimalni stroški čiščenja ocenjeni na visokih 17 €/m3, dobljeni rezultati jasno kažejo, da moramo, če želimo zagotoviti obratovalno in ekonomsko učinkovitost, proces optimirati z obeh vidikov hkrati. Ekonomsko učinkovitost lahko dodatno izboljšamo z integracijo naprednih procesov čiščenja. Kot alternative v integriranem sistemu smo upoštevali proces UV/H2O2, proces Fe2+/H2O2 in membransko filtracijo. Procesno shemo integriranega procesa in vrednosti obratovalnih parametrov, pri katerih sistem obratuje pri minimalnih stroških, smo določili s pristopom, ki temelji na matematičnem programiranju. Iz rezultatov je razvidno, da lahko z ustrezno integracijo izbranih procesov znatno znižamo povprečne stroške čiščenja. V primerjavi s procesom UV/H2O2 so ocenjeni povprečni stroški čiščenja integriranega proces približno 75 % nižji (2,4 €/m3).
Ključne besede: čiščenje odpadnih vod, tekstilna barvila, napredni oksidacijski postopki, optimiranje, matematično programiranje, metodologija odzivnih površin
Objavljeno: 24.09.2011; Ogledov: 2265; Prenosov: 185
.pdf Celotno besedilo (3,61 MB)

80.
Sinteza nanokompozitnih hidrogelov v porah PP membrane
Manja Kurečič, 2011, doktorska disertacija

Opis: POVZETEK Cilj naloge »Sinteza nanokompozitnih hidrogelov v porah PP membrane« je bil sintetizirati nanokompozitni hidrogel z vključenimi nanodelci mineralov glin v porah PP membrane s sposobnostjo razbarvanja tekstilnih odpadnih vod. V raziskavi smo uporabili organsko modificirane montmorilonit delce (O-MMT), katerih poglavitna lastnost je velika aktivna površina, ki jo dosežemo ob interkalaciji oz. eksfoliaciji silikatnih plasti delcev v hidrogelni matrici. Raziskava je bila razdeljena v tri sklope; Prvi del je zajemal študij lastnosti hidrofobnih delcev dispergiranih v vodi z namenom doseganja stabilne vodne disperzije. Pri tem smo uporabili neionski polisaharidni površinsko aktivni sistem na bazi inulina, za izboljšanje omakalnih sposobnosti delcev glin in izboljšanje njihove sposobnosti dispergiranja v vodnih sistemih. Disperzijam O-MMT različnih koncentracij površinsko aktivnega sredstva smo določali elektrokinetične lastnosti, velikosti delcev in stabilnost disperzije. O-MMT delcem obdelanim s površinsko aktivnim sredstvom smo določali hidrofilno-hidrofoben značaj in strukturo z medoto malokotnega rentgenskega sipanja. V drugem delu smo UV polimerizirali nanokompozitni hidrogel s vključenimi O-MMT nanodelci, pri čemer smo uporabili N-isopropilakrilamid kot monomer ter N,N-metilenbisakrilamid kot zamreževalec. Pri tem smo spremljali vpliv deleža zamreževalca in vključenih nanodelcev v nanokompozitu na stopnjo zamreženja in na stopnjo nabrekanja nanokompozitnega hidrogela. S pomočjo FT-IR spektroskopije smo določili mehanizem polimerizacije in zamreženja hidrogela in z metodo malokotnega rentgenskega sipanja interkalirano/eksfoliirano strukturo delcev v nanokompozitu. Učinkovitost nanokompozitnega hidrogela smo določili s stopnjo adsorbcije kislega barvila C.I. Acid Orange 33 s pomočjo UV/VIS spektroskopije. Proučili smo vpliv pH barvne raztopine, konc. barvila, časa, in deleža O-MMT delcev v nanokompozitu na stopnjo adsorbcije barvila. V tretjem, zadnjem delu smo in-situ polimerizirali nanokompozitni hidrogel v porah hidrofobne polipropilenske (PP) membrane. Za doseganje popolne prekritosti por PP membrane s polimeriziranim nanokompozitnim hidrogelom smo raziskali vpliv različnih postopkov omakanja na delež gela v membrani in hidrofilno/hidrofobni značaj membrane. Sposobnost sintetizirane nanokompozitne PP membrane za razbarvanje raztopine kislega barvila C.I. Acid Orange 33 smo določali z ultrafiltracijo. Raziskave so pokazale, da ima koncentracija PAS velik vpliv na pripravo stabilne vodne disperzije O-MMT delcev. Z uporabo stabilne disperzije O-MMT delcev dobimo razplasteno strukturo nanokompozitnega hidrogela, ki je sposoben adsorbiranja kislega barvila Acid Orange 33. Z višanjem koncentracije delcev v nanokompozitnem hidrogelu se viša stopnja adsorpcije barvila. Z in-situ polimerizacijo smo uspešno pripravili nanokompozitno membrano s vključenimi O-MMT delci razplastenimi v hidrogelni matrici, kar izboljša filtracijsko sposobnost PP membrane za 80%.
Ključne besede: KLJUČNE BESEDE: plasteni silikati, montmorilonit, nanokompozitni hidrogeli, PP membrana, adsorpcija barvil, lastnosti koloidnih sistemov, ultrafiltracija
Objavljeno: 19.08.2011; Ogledov: 1784; Prenosov: 230
.pdf Celotno besedilo (3,71 MB)

Iskanje izvedeno v 0.1 sek.
Na vrh
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici