Master's Thesis

Swirl pump as an artificial heart replacement

Final Thesis 3.39 MB

Author of thesis: Ing. Ludmila Čápová

Acad. year: 2017/2018

Supervisor: prof. Ing. František Pochylý, CSc.

Reviewer: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

Abstract:

The purpose of the diploma thesis is to establish on survey of swirl pump from previous years and his optimization via which is suggested the second degree of synchronous pump whereas they should work together like a total artificial heart. Hydraulic and constructional proposal is solved. Conception is realized experimentally also with help of CFD calculation, results are compared with each other.

Keywords:

Swirl pump, artificial heart, optimization, pump performance curve

Date of defence

14.06.2018

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Diplomantka s podporou připravené prezentace seznámila komisi s obsahem své diplomové práce na téme Vířivé čerpadlo, jako náhrada umělého srdce. V úvodu byla zmíněna motivace, proč se daným tématem studentka zabývala, dále uvedla teoretické základy a postup řešení návrhu samotného čerpadla. V závěru uvedla výsledky experimentu a důležité závěry z toho plynoucí. Následovalo přečtení obou posudků a současně otázek oponentky, na které studentka reagovala za podpory připravených podkladů v prezentaci. Ostatní členové komise položili doplňující otázky k tématu práce a tím se rozpoutala všeobecná debata. Komise poděkovala a ukončila první část.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Fluid Engineering (M-FLI)

Composition of Committee

prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc. (předseda)
prof. Ing. František Pochylý, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Michal Varchola, CSc. (člen)
Ing. Zdeněk Franc, Ph.D., Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Zavadil (člen)
Ing. Jindřich Veselý, Ph.D. (člen)

Studentka pracovala velmi iniciativně, provedla hydraulický návrh speciálního vířivého hybridního čerpadla s funkcí srdeční náhrady. Na základě hydraulického návrhu vypracovala konstrukční řešení a provedla experiment. Výsledky experimentu využila k verifikaci výsledků výpočtového modelování. Výsledky diplomové práce jsou pozoruhodné a budou podkladem pro další výzkum vířivých čerpadel.
Doporučuji práci k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Diplomová práce se v první části zabývá rozdělením čerpadel a následnou rešerší srdečních čerpadel.  Vzhledem k cílům práce není příliš pochopitelné zařazení první kapitoly. Z totálních srdečních náhrad se používá pouze jedna, ostatní jsou historicky nezdárné varianty stažené z procesu, nebo na lidech nikdy nepoužité. Tato kapitola je doplněna srdečními podporami a výčtem prací odboru Fluidního inženýrství, z nichž poslední jmenovaná je součástí doporučené literatury. Její studium by jistě předešlo mnoha problémům s modelováním a vyvarování se opakování chybných postupů. Ani jednu z doporučených literatur autorka nepoužila.
Druhá část práce se zabývá experimentem provedeným v laboratoři odboru. Proměřena byla jednotlivá vířivá kola a následně i vlastní varianta dvou různých vířivých kol.
Třetí částí práce je návrh vlastních oběžných kol pro levé a pravé srdce s rozdílnými požadavky na dosažené parametry. V návrhu je diskutováno několik modelů, z nichž byl vybrán jeden optimální s ohledem na jednoduchost výroby, možnosti experimentu a přibližných fyziologických parametrů. Kapitola ideového návrhu nějak postrádá hlubší význam, protože navržená varianta nedosáhla požadovaných parametrů. Z této kapitoly ani jejího komentáře nevyplývá, proč byla zařazena.
Pro srovnání experimentu s teorií autorka použila výpočet CFD – Ansys CFX. Výsledky jsou bohužel nevyhovující a na jejich základě nelze o srovnání s experimentem hovořit. Bylo by vhodné dosažené výsledky lépe okomentovat.
Diplomová práce je obsahově zajímavá, ale z hlediska grafické úpravy a zejména v gramatickém ohledu by se jí dalo leccos vytknout. Obsahuje mnoho překlepů, špatných větných skladeb a chybějících odkazů, které činí čtení obtížným. Už chyba v názvu na hlavní stránce diplomové práce nevypadá příliš přesvědčivě. Anglický abstrakt by si zasloužil jazykovou korekci. V případě, že autor řeší již částečně zpracovanou problematiku, je nutné si tyto práce řádně nastudovat a citovat v literatuře. Citace je vhodné dávat přímo do textu a ne na zvláštní řádek, stejně tak se nehodí ji psát u každé rovnice z kapitoly, která sama je daná citací (str. 36, 40, 42, 50, 51, 64). Vyhodnocení by mělo být mnohem průkaznější, ne jen konstatovat, že výsledky neodpovídají. V kapitole 3.6 je psané, že se testovala oběžná kola v obou směrech natočení lopatek a v dalším textu (str. 37, 38) se chybně hovoří o směru otáčení lopatek. V práci se také vyskytují prázdné kapitoly, nebo kapitoly s jednou větou/jedním řádkem v odstavci (kap. 4, 5 6.6, 7). Některé stránky začínají vzorcem, což není z hlediska přehlednosti a srozumitelnosti vhodné.
Autorka splnila cíle zadání práce, bohužel vzhledem k výsledkům tyto nelze prakticky využít. Bylo by nutné zrevidovat CFD výpočty, čerpadla znovu proměřit a srovnat. Přesto bylo odvedeno velké množství časově náročné práce (experiment, návrh a výroba čerpadel), proto práci k obhajobě doporučuji.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis E
Práce s literaturou včetně citací C
Topics for thesis defence:
  1. 1. Lze srovnat výsledky experimentů s ohledem na návrhový bod čerpadel a návrhový bod lidského srdce při daných parametrech?
  2. 2. Proč by měly hodnoty grafů 10 a 11 klesat? Vysvětlete možné důvody proč se tak nestalo v měřeném případě.

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová