Bachelor's Thesis

Surface cleaning using hydrodynamic cavitation

Final Thesis 1.86 MB

Author of thesis: Bc. Jan Ptáček

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Reviewer: Ing. et Ing. Marek Balko

Abstract:

This bachelor's thesis is focused on the issue of the physical phenomenon called cavitation and the possibilities of using this effect for cleaning surfaces. The thesis consists of two main parts - research and experimental. The research part introduces the concept of cavitation, the origin and course of cavitation erosion, and the course of the cavitation test. The following is an overview of the positive use of this phenomenon. The experimental part deals with an attempt to clean biologically dirty fibers. The second half of the experiment consists of the search for ideal conditions for cavitation erosion tests.

Keywords:

Cavitation, cavitation erosion, surface cleaning

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

Process of defence

Po úvodním slovu předsedy komise začal student s prezentací své bakalářské práce, následovalo čtení posudků. Student zodpovídal nejprve na otázky oponenta poté i na otázky komise: Jaké jsou možnosti posouzení kavitačního poškození? Jakým dalším způsobem je možné stanovit výtokovou rychlost z dýzi, když vynecháme přímé měření průtokoměrem?

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jiří Šremr, Ph.D. (člen)
Ing. Roman Klas, Ph.D. (člen)
Ing. David Štefan, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Student se ve své práci zabývá čištěním povrchů s využitím hydrodynamické kavitace. Práce má dvě části: rešeršní a experimentální.
Řešeršní část byla z velké části vytvořena již v loňském roce, kdy student svou bakalářskou práci z jiných studijních důvodů neobhájil. Část experimentální vychází pouze z měření v loňském roce, ani vyhodnocení nebylo nijak rozšířeno.
Student v letošním roce aktivitu neprojevoval, i v roce loňském pracoval spíše nesamostatně. Část dotýkající se zpracování obrazu je pouze v samém počátku. Bohužel musím konstatovat, že potenciál BP zůstal nevyužit.
I přes prezentované výhrady doporučuji práci k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment D
Working process, extent and suitability of applied methods D
Scholarly contribution and originality E
Ability to interpret achieved results and draw conclusions E
Applicability of results in practice or theory E
Logical arrangement of thesis and its layout C
Grafic layout, used style and language level C
Work with used sources including quotations B
Student's independence when working on the topic E

Grade proposed by supervisor: E

Reviewer’s report
Ing. et Ing. Marek Balko

Student se ve své práci věnuje možnostem využití hydrodynamické kavitace pro čištění povrchů. V rešeršní části jsou uvedeny principy vzniku kavitace, typy kavitace a negativní i pozitivní vliv tohoto jevu. V kapitole 4.2.1. „Využití ultrazvukové kavitace“ je hned první odstavec věnován kavitaci indukované laserovým paprskem, tedy úplně jiným typem kavitace. V kapitole 4.3.1. autor uvádí dvě ukázky výzkumů a výsledků v oblasti čištění vody pomocí kavitace. Ty působí velmi nahodile a neuspořádaně. Celkově by těchto ukázek mohlo být více a lépe strukturované, když už se je autor rozhodl uvádět. Zároveň by bylo vhodné doplnit takovéto konkrétní ukázky výzkumu přímo pro problematiku čištění povrchů pomocí kavitace, vzhledem k tomu, že je to hlavní téma této práce.

V experimentální části se student věnuje čištění povrchu dvou typů vzorků – plastová vlákna a ocelové destičky – pomocí hydrodynamické kavitace. U plastových vláken není uvedena žádná metodologie vyhodnocování míry vyčištění vláken. U ocelových destiček je tato metodologie sice nastíněna, ale není nijak dál aplikována. Výsledky měření jsou uvedeny pouze formou fotografií ošetřených vzorků bez jejich hlubšího popisu. Jako největší problém celé práce vidím to, že naprosto chybí nějaké kvalitativní a kvantitativní posouzení získaných výsledků. Z těchto výsledků, diskuse ani závěru není patrné, zdali je možné použít hydrodynamickou kavitaci pro čištění povrchů, popřípadě při jakém nastavení parametrů. Stejně tak není nijak zhodnoceno, jak se liší použitelnost pro plastová vlákna a ocelové destičky.

Navzdory všem výtkám doporučuji práci k obhajobě s hodnocením: E
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment E
Working process, extent and suitability of applied methods C
Scholarly contribution and originality E
Ability to interpret achieved results and draw conclusions F
Applicability of results in practice or theory E
Logical arrangement of thesis and its layout C
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations C
Topics for thesis defence:
  1. K jakým rychlostem proudění docházelo v kavitační trysce a jaký byl celkový průtok tryskou?
  2. Jaké rozměry měly použité kavitační trysky?
  3. Jaké vlastnosti by měl mít materiál, aby byl odolný vůči kavitační erozi?

Grade proposed by reviewer: E

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová