Master's Thesis

Determination of dissolved and undissolved air content in water

Final Thesis 3.22 MB

Author of thesis: Ing. Richard Svoboda

Acad. year: 2018/2019

Supervisor: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.

Reviewer: Ing. Rudolf Kmeco

Abstract:

This thesis describes the design and evaluation process of experimental measuring of the amount of bubbly air in water. The measuring principle is based on the assessment of speed of sound, which is dependent on the presence of air. Results were compared with the concentration calculated from the calibrated air flow through nozzles.

Keywords:

Concentration of bubbly air in water, discrete Fourier transformation, nozzle, speed of sound

Date of defence

11.06.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil komisi s obsahem své diplomové práce zaměřené na problematiku stavovení obsahu nerozpuštěného a rozpuštěného vzduchu ve vodě. V následne diskusi student odpověděl na všechny otázky oponenta i jednotlivých členů komise k všeobecné spokojenosti tazatelů. Předseda poděkoval studentovi za obhajobu práce a tuto část SZZ ukončil.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Fluid Engineering (M-FLI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jan Melichar, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
Ing. Jan Nevěřil (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.

V rešeršní části se diplomant věnuje měření obsahu rozpuštěného i nerozpuštěného vzduchu ve vodě. Ve vlastní práci v souladu s cíly diplomové práce už řeší pouze nerozpuštěný vzduch. Stanovení obsahu nerozpuštěného vzduchu vyhodnocoval ze změny rychlosti šíření tlakových pulsaci po délce potrubí. Diplomant sám vypracoval software pro vyhodnocování tlakových pulsací měřených na potrubí. Rychlost zvuku byla vyhodnocena s fázového posunu amplitud tlaku, měřených na piezoelektrických tlakových snímačích. V diplomové práci je uveden i výpočet nejistoty stanovení množství nerozpuštěného vzduchu, pro kalibraci byla použita diplomantem kalibrovaná clona na konci potrubí. Diplomant pracoval samostatně, pravidelně se zúčastňoval konzultací a byl přítomen u měření.
Diplomovou práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Rudolf Kmeco

Oponentní posudek k diplomové práci Bc. Richarda Svobody:
Autor diplomové práce shrnul v úvodní teoretické části základní literární údaje o metodách měření rozpuštěného i nerozpuštěného vzduchu, a správně poukázal na vysokou míru nejistoty měření této veličiny.
Na základě popsaných fyzikálních zákonitostí autor navrhl experimentální ověření měřící metody, využívající závislosti rychlosti šíření zvuku, reprezentovaného tlakovými pulzy, na obsahu nerozpuštěného vzduchu ve vodě. Již v průběhu experimentu bylo ověřeno, že výsledky měření jsou ovlivněny nejen známými veličinami, jejichž vliv bylo možno eliminovat (teplota, tlak a rychlost proudění vody), ale i faktory, které měly na výsledek měření mnohdy vliv téměř fatální, a přesto je eliminovat nebylo možno – např. vliv nestejné rychlosti rozpouštění nestejně velkých bublinek vzduchu při turbulentním proudění v měřící trubce. Tento jev byl zřejmě hlavní příčinou velkého rozdílu mezi praktickými a teoretickými hodnotami měření, zejména při použití nejmenší vzduchové trysky.
V souladu s cílem diplomové práce, autor předkládá grafické znázornění závislostí obsahu nerozpuštěného vzduchu a rychlosti zvuku na tlaku (množství) vzduchu přiváděného do vody. Mezi teoretickými a prakticky naměřenými hodnotami byly zjištěny značné rozdíly, jejichž příčiny se v závěru práce snaží autor analyzovat. Správně poukazuje na některé faktory, které zkreslují výsledky měření. Jsem přesvědčen, že autor mohl více rozebrat chování (rozpouštění) vzduchových bublinek v turbulentním proudu vody, jako jeden z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících měření, ale jinak s autorovými závěry souhlasím.
Lze tedy konstatovat, že rychlost šíření zvuku je, v souladu s teorií, skutečně závislá na obsahu vzduchu ve vodě, ovšem tato závislost je ovlivněna ještě tolika dalšími zkreslujícími faktory, že jako provozní metoda měření obsahu vzduchu ve vodě např. v papírnách, je prakticky nepoužitelná. Na druhé straně hodnotím diplomovou práci autora jako velice přínosnou, dobře zvládnutou po teoretické i praktické stránce, a doporučuji ji k obhajobě.
V Litovli, 31.5.2019                        Ing. Rudolf Kmeco
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací B

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová