Témata bakalářských prací vypsaných na OTTP

Aktuální témata bakalářských prácí pro studijní obor Základy strojního inženýrství na ak. rok 2024 / 2025 vedených na Odboru termomechaniky a techniky prostředí.

  • Témata bakalářských prací budou průběžně aktualizována a doplňována.
  • V případě, že máte zájem o jiné vlastní téma z oblasti energetiky, techniky prostředí nebo termomechaniky, neváhejte nás kontaktovat. 
  • Pokud budete mít o některé z nabízených témat zájem, je třeba co nejdříve kontaktovat příslušného vedoucího bakalářské práce.
  • Témata jsou rozdělena podle typu bakalářské práce:

Poslední aktualizace na webu proběhla 16. 08. 2024 (12:00)

(1) Rešeršní typ práce

Sprejové nanášení nanočásticových povlaků

Povlaky o tloušťce v řádech nanometrů mají uplatnění v mnoha oblastech od matnění povrchů pro 3D skenery po úpravu biokompatability různých ploch. Cílem práce je provést rešerši různých strategii při povlakování se zaměření na sprejové metody např. rozstřik nanokapalin a jejich odpaření.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.

Aktuální trendy při absorpci CO2 do kapalin

Cílem práce je rešerše použivaných kapalin pro sprejovou absorpci CO2 z proudu odpadního plynu. Zaměření bude na nové kapaliny, využivající enzymi pro zrychlení reakce a na kapaliny s nízkou desorpční energii.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.

Systém klimatizace v elektrovozidle a analýza dat z CAN sběrnice

Cílem práce je provést rešerši dostupných systémů klimatizování v elektrovozidlech a zmapovat signály, které popisují chování klimatizační jednotky, případně bateriového systému. Pro analýzu dat budou použita data naměřená v rámci projektu NCK2 na experimentálním vozidle.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Udržitelné systémy chlazení z hlediska dopadů na životní prostředí

Cílem práce je provést rešerši na problematiku chlazení se zaměřením na dlouhodobou udržitelnost technologie vzhledem k dopadům na životní prostředí.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Predikce termofyziologické odezvy lidského těla při nošení ochranného oděvu za pomocí indexu PHS (Predicted Heat Strain)

První část práce bude zaměřena na rešerši analytického modelu PHS (Predicted Heat Strain) a vhodnost jeho použití pro predikci termofyziologické odezvy lidského těla při nošení ochranných obleků. Druhá část práce bude věnována zpracování naměřených termofyziologických charakteristik lidského těla v ochranných oblecích a ověření poznatků získaných z realizované rešerše.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.

Individualizace fyziologických modelů

V současné době jsou hojně využívány indexy tepelného stresu a matematické modely schopné predikovat fyziologické projevy lidského těla. Nejčastěji se jedná o teplotu jádra (příp. rektální teplotu), střední teplotu pokožky, intenzitu pocení či tepovou frekvenci. Díky těmto modelům a indexům lze např. predikovat riziko vystavení člověka extrémním podmínkám, definovat limitní fyziologické hodnoty či limitní dobu pro pobyt v extrémních podmínkách, či navrhovat preventivní opatření při použití ochranného oděvu. Obecným problémem predikce fyziologických modelů je fakt, že lidé jsou různí, liší se různou úrovní fyzické kondice, pohlavím, věkem, různou mírou aklimatizace apod. Fyziologické modely však byly prvotně vytvořeny pouze pro standardního průměrného člověka, což může způsobovat problém pro predikci fyziologického chování lidí, kteří do této definice nezapadají, a vést až k podhodnocení nebezpečí např. v extrémních podmínkách (hasiči, vojáci ad.). Požadavek individualizace se ale také odráží u prostředí s vysokým nárokem na kvalitu a individuální nastavení okolních podmínek, jako tomu je např. v kabinách high-end automobilů, nebo v luxusních třídách letadel. Cílem práce je provést rešeršní studii na téma individualizace fyziologických modelů. Práce by měla obsahovat informace jak o experimentálních výsledcích týkajících se rozdílných individuálních charakteristik, tak i o implementaci těchto poznatků do matematických modelů. Dále je záměrem práce vytvořit na základě rešerše databázi o rozdílných fyziologických charakteristikách (výška, váha, procento tuku ad.) pro jednotlivá pohlaví, příp. pro různé věkové kategorie ad.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.

Klimatická změna a její dopad na klima v budovách

Proveďte rešerši predikcí očekávané změny klimatu v ČR do roku 2050 a predikce změny, ke kterým bude muset dojít ve vybavení budov, aby bylo možné budovy dále užívat. Zaměřte se hlavně na nutnost chlazení a klimatizace v období vln letních veder.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jan Fišer, Ph.D.

3D tisk ve výrobě tepelných výměníků a teplosměnných povrchů

Cílem práce je provést rešerši a analýzu tepelných výměníků, které využívají jako teplosměnné plochy složité povrchy vyrobené 3D tiskem, které mají velký poměr plochy vůči objemu a tedy i velký tepelný výkon.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Power-to-X technologie pro využívání obnovitelné energie

Cílem práce je provést rešerši a vzájemné porovnání jednotlivých technologií pro konverzi energie z obnovitelných zdrojů do jiných podob pro její efektivní využití.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Dlouhodobé skladování zkapalněného zemního plynu (LNG)

Provést rešerši způsobů dlouhodobého skladování zkapalněného zemního plynu. Posoudit výhody a nevýhody skladování zemního plynu v kapalném skupenství oproti zásobníkům se stlačeným zemním plynem (rychlost výstavby, investiční a provozní náklady, flexibilita, bezpečnost, napojení na plynárenskou infrastrukturu apod.). Posoudit možnosti využití zkapalněného zemního plynu pro zvětšení skladovaných zásob zemního plynu v České republice. Posoudit možnosti využití zkapalněného zemního plynu mimo energetiku (především v dopravě).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.

Elektromobilita v České republice – možné trendy a důsledky

Analyzovat trendy nárůstu počtu elektromobilů v České republice a posoudit vliv elektromobility na ekonomiku (spotřebu elektrické energie, emise škodlivin, potřebu infrastruktury pro nabíjení, příjmy ze spotřební daně apod.).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.

Využití solární energie pro chlazení v budovách

Provést literární rešerši způsobů využití solární energie pro chlazení budov. Provést ukázkový výpočet výkonnosti a účinnosti různých způsobů využití solární energie pro chlazení budov (solární tepelné kolektory v kombinaci s absorpčním chladicím zařízením, solární tepelné kolektory v kombinaci s ejektorovým chladicím zařízením, fotovoltaické panely v kombinaci s kompresorovým chladicím zařízením apod.).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.

Zanášení chladicích systémů

Cílem práce je provést rešerši různých typů znečištění v chladicích systémech, mechanismus jejich vzniku a možnosti odstranění.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Chladicí zařízení pro nízké teploty

Cílem práce je provést rešerši dostupných technologií, využívaných k dosažení teplot nižších jak - 40 °C, a porovnat jejich energetickou náročnost.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Analýza přístupů k modelování turbulence v komerčních CFD softwarech

Turbulence představuje velmi složitý problém z hlediska proudění tekutin a její správné řešení je v řadě aplikací klíčové pro dosažení správných výsledků. Cílem této práce je uvést způsoby, jakým současné programy, zaměřené na výpočetní mechaniku kontinua, přistupují k modelování turbulence a dané přístupy řádně popsat včetně aplikací při kterých je jejich použití důležité.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Elcner, Ph.D.

Literární rešerše numerických metod použitých v rámci modelování vícefázového proudění uvnitř rotačních absorbérů

Rotační absorbér je zařízení používané k zachycení CO2 z odpadních plynů, pracující na základě intenzifikace chemické absorpce pomocí odstředivých sil. Z hlediska počítačových simulací lze k výzkumu tohoto zařízení použít řadu přístupů. Cílem této práce je provést literární rešerši článků zaměřených na počítačové simulace přenosu látky uvnitř rotačního absorbéru a rozdělit je dle dosažené přesnosti a náročnosti na výpočetní hardware.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Elcner, Ph.D.

(2) Návrhový (výpočetní) typ práce

Návrh zásobníku chladu

Cílem práce je navrhnout zásobník chladu, který by sloužil pro solární chladicí zařízen, které by zásobník nabíjelo přes den. Akumulovaný chlad by pak byl využit k chlazení pobytových místností v době pobytu osob, tedy obvykle odpoledne a přes noc.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Nástroj pro vykreslování log p - h diagramů chladiv

Cílem práce je vytvoření nástroje pro vykreslování log p-h diagramů chladiv, na základě dat z volně dostupných databází.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Ejektorový chladicí systém

Cílem práce je provést rešerši ejektorových chladicích systémů a zhodnotiti jejich výhody / nevýhody oproti kompresorovému chladicímu cyklu a absorpčnímu chladicímu cyklu. Na základě rešerše dále provést návrh ejektorového chladicího cyklu, využívajícího odpadní teplo z kogenerační jednotky.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Inteligentní řízení větrného tunelu

Cílem práce je úprava řízení a regulace stávajícího větrného tunelu v laboratoři sprejů. Tunel bude doplněn o zařízení na měření rychlosti proudění a pomocí programu LabVIEW bude připravena zpětnovazební smyčka pro řízení frekvenčního měniče ventilátoru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.

Inteligentní řízení větrného tunelu

Cílem práce je úprava řízení a regulace stávajícího větrného tunelu v laboratoři sprejů. Tunel bude doplněn o zařízení na měření rychlosti proudění a pomocí programu LabVIEW bude připravena zpětnovazební smyčka pro řízení frekvenčního měniče ventilátoru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.

Návrh nové experimentální trati pro CCS

Pro záchyt CO2 lze využít zařízení s rotační vestavbou, která atomizuje kapalinu a intenzifikuje přenos hmoty. V rámci chystaného mezinárodního projektu je nutné navrhnout a sestavit novou experimentální trať zařízení s rotačním vestavbou, což obnáší především vylepšení stávající trati o zpětnovazební řízení.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Hájek

Trendy v oblasti ECS a jejich psychrometrický výpočet

Cílem práce je provést rešerši a ukázkový výpočet ECS (evaporative cooling system) a vyhodnotit přínosy a nedostatky vůči běžným chladivovým systémům chlazení.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Technologie Vehicle to load a její využití při akumulaci elektřiny z obnovitelných zdrojů

Proveďte rešerši současného stavu technologií Vehicle to load (V2L) a Vehicle to grid (V2G) a jejich využitelnost při akumulaci energie z obnovitelných zdrojů. Proveďte výpočtový experiment z možností zapojení takového vozidla do energetické sítě rodinného domu v kombinaci s nabíjením v zaměstnání. Propočtěte jaká je možná bilance takového využití a myšlenkovým experimentem zvažte různé scénáře využít vozidla i zapojení do sítě.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jan Fišer, Ph.D.

Návrh chladícího kanálu brzd vozu Formule Student

Účinný systém odvodu tepla z brzd je pro závodní vozy nezbytný pro zajištění optimálního výkonu a bezpečnosti. Při intenzivním brzdění, které je při soutěžních závodech vyžadováno, vzniká značné množství tepla, které při nesprávném řízení může vést k snížení účinnosti a vadnutí brzd. Konstrukcí chladicího systému brzd lze snížit teplotu brzd, zvýšit brzdný výkon, prodloužit životnost brzdových komponent a zvýšit předvídatelnost chování vozidla. Návrh těchto komponent představuje kompromis mezi spolehlivostí a výkonností vozidla. Je tedy vhodné provézt rozvahu nad jejich optimální konstrukcí. Zároveň je nutné brát v úvahu vyrobitelnost navržených komponent.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Novosad

Fotovoltaický ohřev teplé užitkové vody

Cílem práce je provést technický návrh a ekonomickou rozvahu systému pro fotovoltaický ohřev teplé užitkové vody v rodinném domě.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Chytré sítě a systémy pro využití volatility na energetických trzích

Cílém práce je provést návrh a analýzu systému, který bude získávat např. z elektrické sítě informace o jejím stavu a vytížení a spolu s informacemi o aktuálních (spotových) cenách bude volatilitu využívat např. k akumulaci tepla či chladu (ohřevu TUV nebo klimatizaci).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Ohřev zahradního bazénu

Cílem práce je provést porovnání dostupných systémů pro ohřev zahradního bazénu včetně obnovitelných zdrojů energie a posouzení jejich efektivnosti a výhodnosti.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Energy harvesting pomocí organického Rankinova cyklu

Cílem práce je seznámit se s problematikou organického Rankinova cyklu, který využívá jako pracovního média organických látek s nízkými teplotami fázové přeměny a umožňuje využívat nízkoteplotní zdroje tepla. Součástí práce bude termodynanický výpočet (návrh) zvoleného organického Rankinova cyklu a jeho analýza.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Elektromobily vs. osobní automobily se spalovacím motorem

Cílem práce je provést analýzu a zhodnocení různých typů elektromobilů a ekonomicko-technické vyhodnocení jednotlivých řešení vzhledem k vozidlu se spalovacím motorem.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Chlazení obytných prostor s využitím obnovitelných zdrojů energie

Cílem práce je navrhnout chlazení obytných prostor s využitím obnovitelných zdrojů energie na základě literární rešerše, vypočtu tepelné zátěže a simulace energetické bilance.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.

Návrh větrání bytu

Provést literární rešerši vhodných větracích jednotek s rekuperací, případně i s chlazením, stanovit potřebné množství větracího vzduchu. Navrhnout trasu vzduchovodů a typ koncových prvků. Dále porovnat náklady na pořízení, montáž a servis vybraných větracích jednotek. Vypočítat roční náklady na provoz.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.

Deštník budoucnosti

V mnoha aplikačně důležitých situacích se řeší ochrana povrchu před dopadající kapalinou, typicky vodními kapkami. Příkladem je ochrana osob, budov či vozidel před deštěm. Práce má za úkol systematicky zpracovat známé metody této ochrany, jako je 1) prevence (např. stínění deštníky, pláště, stříšky, štíty...), 2) aktuální (nepromokavé či hydrofobní povrchy) a 3) následné opatření (stěrače skel vozidel). Měla by se zaměřit zejména na dosud nepoužívané vědecky známé metody, jako využití dostupných druhů sil (různé druhy polí, gradientní síly, síly dané interakcí mezi tělesy) pro změnu trajektorie jednotlivých kapek, a dále se zaměřit na nekonvenční přístupy (možnosti desintegrace či anihilace). Další částí práce může být rozbor sil působících na kapku (odpor proudu vzduchu, gravitace....) a energie potřebná pro odklon/anihilaci hmoty kapek. Problém "deštníku" spadá do mnohem širší oblasti témat které řeší ochranu před kontaktem s letícími předměty malé velikosti a velkého počtu (resp. pohybujících se jako soustava - prach, úlomky, kapky, aerosol...) např. v kosmu, na oběžné dráze.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Potenciál energetických zařízení v technologiích P2L

Integrace energie z obnovitelných zdrojů (OZE) do elektrické sítě představuje vzhledem k nestálosti těchto zdrojů problémy v řízení energetické soustavy. Nesoulad mezi potenciální nabídkou elektřiny z OZE a zátěží (přebytek energie) lze využít k výrobě např. vodíku, metanu nebo metanolu. Tento koncept, označovaný jako „Power-to-Gas“ a „Power-to-Liquid“, je slibné opatření pro podporu rozvoje OZE. Úkolem této práce popsat dostupné a vznikající technologie P2G a zejména P2L, zhodnotit jejich dopad na budoucí scénáře snižování CO2, charakterizované rostoucím podílem OZE a elektrických vozidel. Ambicí je nalézt synergicky fungující technologie P2L v energetice a dopravě se zapojením technologií CCS k omezení emisí CO2, maximalizací efektivity a nízkými náklady.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Využití umělé inteligence pro zpracování obrazových dat proudění tekutin

Při výzkumu a měření proudění tekutin se často využívá vysokorychlostní vizualizace tj. obrazový záznam s vysokým datovým tokem. Laboratoř vícefázové mechaniky tekutin na FSI vyprodukovala v posledních deseti letech značný objem kvalitních obrazových výsledků o chování různých sprejových systémů (např. vnitřní proudění v tryskách, rozstřik kapalina pod.), které poskytují velké množství informací o povaze zkoumaných jevů. Jejich extrakce ze záznamů umožní zvýšit účinnost stávajících zařízení a využít tyto jevy v nových technologiích. Cílem práce je rešerše možností zpracování těchto dat s využitím umělé inteligence. Dále pak zaměření na nejperspektivnější metody a podle schopností studenta pak i samotné Budou využití stávajících modelů strojového učení ke zpracování vybraných dat. V práci lze pokračovat v rámci diplomové práce s možností zapojit se do výzkumných projektů.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Spreje v přírodě – inspirace pro nové technologie

Život je podmíněn transportem látek a např. látková výměna z fyzikálního pohledu představuje pohyb pevných, kapalných či plynných látek. Předmětem práce je najít v přírodě případy, kdy se kapaliny pohybují vysokými rychlostmi s cílem jejich rozstřiku na kapky (zvýšení plochy mezifázového rozhraní). Tyto případy je třeba co nejpodrobněji popsat z pohledu mechaniky tekutin, zjistit okrajové podmínky (tvary orgánů, tlaky), reologické vlastnosti kapaliny, popsat mechanismy rozstřiku (procesů, které doprovází rozstřik kapaliny), účel těchto jevů, účinnost přeměny energie a vlastnosti spreje či aerosolu. Předmětem je najít i jiné než klasické a dosud známé způsoby tvorby spreje. Inspirace spreji v přírodě (jaké organismy používají trysky k rozstřiku) bude podrobena kritické analýze s cílem později aplikovat tyto poznatky v technické praxi při vývoji rozprašovacích trysek. Práce bude náročná na volbu vhodných rešeršních technik a rozsah získaných výsledků je nejistý. Rešerše je multidisciplinární, s přesahem do biologie, biofyziky a dalších relevantních oborů. Žádoucí je konzultace s odborníky z uvedených oblastí. Součástí je i vyhledání případných prací, které se tomuto problému již věnovaly. V případě, že bude rozsah výsledků nízký, bude zaměření rozšířeno na obdobné jevy, např. na rešerši směšování tekutin, čerpání nebo i jen proudění a další technicky zajímavé jevy z mechaniky tekutin.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Autochladnička – šlo by ji navrhnout lépe?

V současnosti je trendem snižování energetické náročnosti spotřebičů, které může v ideálním případě vést až k provozu zcela bez potřeby zdroje energie nebo s využitím obnovitelných zdrojů. Cílem práce je provést rešerši dostupných technologií pro chlazení se zaměřením na chlazení potravin, zejména v situacích, kdy dostupné zdroje energie jsou velmi omezené (např. ve vozidle, napájení z baterie dobíjené fotovoltaikou atd.) nebo vůbec nejsou dostupné (v přírodě, v zemích třetího světa). Příkladem neefektivních spotřebičů tohoto typu je autolednička, která má velmi nízkou účinnost a omezené chladicí schopnosti.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Nové zdroje tepla pro pohon horkovzdušných balonů

Balonové létání je téma historické i současné. Jeho technická výbava se vyvíjí pomalými krůčky desítky let a stará a osvědčená koncepce dnes nesplňuje požadavky na komfortní, ekonomický a ekologický let. Klasické plynové hořáky by bylo možno nahradit jinými zdroji tepla. Je nutno provést rešerši možných a dostupných řešení. V návaznosti na to pak energetickou a tepelnou bilanci a zhodnotit podstatné aspekty posuzovaných řešení.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

(3) Experimentální typ práce

Výzkum sprejů v realistických podmínkách

V mnoha proceses je odpařování kapaliny z kapiček důležitým aspektem, např. při spalování kapalných paliv je zásadní, jak rychle dojde k odpaření a při absorpci CO2 kapalným sorbentem je odpařování zase značně negativní jev způsobující ztrátu sorbentu. Cílem práce je provést experimenty ve sprejové koloně pro různě velké kapky v proudu horkého vzduchu a diskutovat vliv teploty vzduchu, kapaliny a složení kapaliny na odpar a porvnat výsledky s literaturou.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.

Experimentální měření odpařování kapek v proudu horkého vzduchu

V mnoha procesech je odpařování kapaliny z kapiček důležitým aspektem, např. při spalování kapalných paliv je zásadní, jak rychle dojde k jejich odpaření a např. při absorpci CO2 kapalným sorbentem je odpařování zase značně negativní jev způsobující ztrátu sorbentu. Cílem práce je provést experimenty s vysokorychlostní kamerou a sprejovou kolonou pro různě velké kapky v proudu horkého vzduchu a diskutovat vliv teploty vzduchu, kapaliny a typ kapaliny na rychlost odparu jednotlivých kapiček a porovnat výsledky s dostupnou literaturou.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.

Návrh modelu směšovací komory pro sledování tvorby vícefázového proudění

Mísení vzduchu s kapalinou se uplatňuje například v šumivých atomizérech, kde má zásadní vliv na výslednou podobu vnitřního proudění a stabilitu spreje. Cílem bakalářské práce je návrh a realizace průhledného modelu, který umožní detailní sledování tvorby bublin v příčném proudu kapaliny. Na úvod bude provedena literární rešerše, která zmapuje současné poznatky v oblasti vnitřního proudění a průhledných modelů atomizéru. Součástí práce bude návrh průhledného modelu, který umožní detailní sledování tvorby bublin a jejich interakce s proudem kapaliny. Návrh bude zahrnovat výběr vhodných materiálů. Dále bude nutné vyřešit způsob kontroly a regulace příčného proudu kapaliny v modelu. Na závěr práce proběhne vizualizace interakce bublin s kapalinou pro definované experimentální režimy.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Cejpek

Návrh zařízení na optimalizaci úhlu kužele trysek ve sprejových absorbérech

Správné určení plochy kapalného filmu a průtoku kapaliny po stěnách kolony může výrazně přispět k optimalizaci úhlu kužele spreje jednotlivých atomizérů, maximalizaci mezifázové plochy a minimalizaci tvorby kapalného filmu na stěnách. Tato bakalářská práce by se měla zaměřit na návrh a realizaci experimentálního zařízení, které umožní přesné měření hmotnostních toků kapaliny na stěnách kolony při různých úhlech rozstřiku a průměrech kolony. Na úvod bude provedena literární rešerše, která se zaměří na existující metody a zařízení používané pro měření hmotnostních toků kapaliny a tvorbu kapalného filmu na stěnách kolony. Následně bude navrženo experimentální zařízení, které umožní přesné měření hmotnostních toků kapaliny na stěnách kolony. Na závěr práce bude změřen vliv úhlu kužele spreje na hmotnostní tok kapaliny na stěnách pro stanovené úhly rozstřiku atomizéru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Cejpek

Automatizovaná analýza obrazových dat z kamery/IR kamery

Cílem práce je s využitím Matlabu/Pythonu, provést automatizované zpracování obrazu s cílem převodu obrazových dat na číselná. V klimatické komoře bylo pořízeno v uplynulých letech řada záznamů z termokamery/kamery. Manuální zpracováni při větším počtu snímků bývá zdlouhavé. Výsledek této práce pomůže efektivněji analyzovat naměřená data.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Energetická efektivita vaření

Energetická náročnost přípravy stejných pokrmů různými technologiemi na vaření (např. klasický el. sporák, indukční sporák, mikrovlnná trouba, pomalý hrnec, tlakový hrnec) je rozdílná. Navrhněte experiment, kde ověříte na třech jednoduchých pokrmech (rýže, brambory, vajíčka natvrdo) jaká je energetická náročnost jejich přípravy. Cílem bude zhodnotit energetickou náročnost při využití různým technologií přípravy jídel.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jan Fišer, Ph.D.

Účinnost dobíjení elektrického vozidla

V prakticky zaměřené práci proveďte jednoduché experimentální ověření účinnosti různých druhů dobíjení akumulátorů EV vozidel (pomalé AC dobíjení, dobíjení z WallBoxu, dobíjení na rychlonabíječce) a vyhodnoťte průměrné ztráty energie při jednotlivých typech nabíjení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jan Fišer, Ph.D.

Porovnání různých typů atomizérů z hlediska schopnosti nanášet nanočásticové povlaky

Nanočásticové povlaky nacházejí využití v široké škále aplikací, od vrstev zlepšujících účinnost solárních panelů až po ochranné vrstvy kloubních implantátů. Jednou z nejuniverzálnějších metod pro tvorbu těchto povlaků je sprejové nanášení. V rámci této práce bude provedena rešerše na sprejové nanášení se zaměřením na použití různých typů atomizérů. Na základě rešerše budou vybrány nejvhodnější typy atomizérů a otestovány v Laboratoři sprejů. Kvalita naneseného povlaku bude hodnocena pomocí elektronového mikroskopu. Cílem práce bude zhodnotit, jak výběr atomizéru může ovlivnit strukturu naneseného povlaku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hájek

Větrací jednotka pro elektrická stavební vozidla

Cílem práce bude provést měření výkonnosti větrací jednotky a na jeho základě validovat data z poskytnutého simulačního modelu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.

Vliv řízení teploty výparníku na produkci kondenzátu

Práce se zabývá problematikou produkce vody ze vzdušné vhlhkosti. Cílem je najít vhodnou strategii pro řízení teploty povrchu výparníku, pro maximalizaci produkce vody.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Sušička filamentu

Cílem práce je navrhnout a sestavit susšičku plastových filamentů, využívaných při 3D tisku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Využití 3D tisku pro tvorbu izolačních panelů

Cílem práce je navrhnout a vyrobit vzorek izolačního panelu s využitím 3D tisku a porovnat jeho vlastnosti s běžnými izolačními hmotami.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Dopplerovský anemometr – Do it yourself

Laserová dopplerovská anemometrie je pokročilá metoda pro bodové měření rychlosti proudění tekutin s využitím vnášených částic. Komerčně dostupné přístroje jsou drahé. V současnosti lze však jednotlivé komponenty pořídit velmi levně a část z nich řešit např. 3D tiskem. Student provede rešerši dostupných informací k tématu a poté využije co nejlevnější a nejdostupnější vybavení pro návrh a případnou realizaci jednoduchého LDA s minimem kompromisů, možnost výroby/realizace a koupě komponent s min. náklady. Podle možností pak i provedení jednoduchého experimentu s měřením rychlosti proudění. Výsledky případně porovná s daty z profesionálního zařízení. Cílem je získat jednoduchý a levný nástroj pro běžná měření rychlosti v tekutinách, který poslouží i pro výuku. Vhodné pro fyzikálně zaměřeného studenta, na projektu je možnost pokračovat v rámci diplomové práce.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Termovizní kamera a termovizní dron

Termovizní kamera je užitečný pomocník k monitorování činnosti a skrytých závad různých zařízení, kuchyňských spotřebičů, zařízení pro vytápění a klimatizaci, zdrojů tepla ve vozidle, lidí a zvířat, budov a staveb, zařízení v energetice, teplárenství a průmyslu. Cílem práce je pořízení a zpracování kvalitních ukázek (snímků a videí) termovizních záznamů, případně vytvoření tutoriálů k použití termovizní kamery a termovizního dronu Parrot Bebop-Pro Thermal, viz https://www.youtube.com/watch?v=EgfnKICy-6c
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Chytrý mobil jako přístroj pro měření rychlosti proudění tekutin

Mobilní telefony dnes mají parametry, které je umožňují použít jako součást měřicích přístrojů. Obrazová velocimetrie (PIV, Particle image velocimetry) je metoda pro měření rychlostních polí s využitím světelné roviny, vnášených částic a rychlostní kamery. Právě kameru mobil může nahradit a s použitím vhodného software (freeware) lze pak získané obrazy vyhodnotit. Student provede rešerši dostupných informací k tématu a poté navrhne a využije co nejlevnější a nejdostupnější vybavení včetně mobilu pro provedení jednoduchého experimentu s měřením rychlosti proudění. Při úspěšném postupu pak výsledky porovná s daty z profesionálního zařízení. Cílem je získat jednoduchý a levný nástroj pro běžná měření rychlosti v tekutinách, pro demonstrace a výukové účely. Na projektu je možnost pokračovat v rámci diplomové práce.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Palivové soustavy malých turbínových motorů

Energetické nároky leteckých pohonů budou ještě dlouhou dobu vyžadovat zdroje s vysokou energetickou hustotou, tedy zejména turbínové pohony. Rostoucí nároky na ekologii, ekonomiku provozu i výkonové parametry vyžadují kontinuální vývoj těchto zařízení, lepší pochopení a pokročilé řízení procesů, které ovlivňují jejich funkci. Palivové soustavy malých turbínových motorů využívají různé způsoby přívodu paliva do spalovací komory, vyskytují se tak různé konstrukce palivových trysek, např. tlakové vířivé trysky (simplex/duplex), odpařovací trubice, rozstřikové kroužky nebo airblast trysky. Palivové trysky jsou velmi důležitou součástí celé soustavy, jejich správná funkce je nutností pro zajištění dostatečné účinnosti motoru a požadavky kladené na palivové trysky tak jsou velmi vysoké. Práce má za úkol provést klasifikaci používaných palivových soustav v turbínových motorech s max. tahem do 5000 N (nebo vzletovým výkonem do 600 kW) a dále se zaměřit na detailní popis jednotlivých modifikací. Jde o technickou rešerši a analýzu aplikovaných technických řešení, jejich systematické porovnání, hodnocení výhod a nedostatků, rozsahu regulačních parametrů a energetických požadavků, popis konstrukčních řešení a jednotlivých částí, rozbor a fyzikální popis jejich funkce. Úspěšná práce může pokračovat jako práce diplomová, která již je prakticky zaměřená, má plné technicko-materiální zabezpečení, zejména laboratorní vybavení, techniku a materiál pro experimenty. Je možná finanční podpora studenta z projektu. Téma má návaznost na stávající nebo podaný projekt. Práce bude řešena v rámci projektu a ve spolupráci s firmou PBS Velká Bíteš.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

Historie a současnost balonového hořáku

Pro balonové létání se již řadu let používají atmosferické plynové hořáky. Tyto hořáky se vyvíjí pomalými krůčky desítky let. Práce má za úkol zmapovat historii zdrojů tepla pro horkovzdušné balony a zaměřit se zejména na plynové hořáky, jejich vývoj, různé koncepce. Cílem je provést jejich klasifikaci a popsat trendy, kterými procházejí. Na a vytýčit další směr.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.

(4) Simulační typ práce (modelování)

Model palivového systému horkovzdušného balónu

Horkovzdušné balóny použivají kalapný propan jako primární palivo. Pro účinné spalovaní tohoto paliva dochází nejprve k přeměně skupenství na plynné ve výparníku. Před samotným výparníkem obsahuje palivová soustava několik škrtících a regulačních členů, na kterých může docházet k dílčí expanzi. Cílem práce bude analyzovat tyto místa a vytvořit zjednodušený 1D model palivové soustavy hořáku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.

Hydrodynamický model pohybu kapaliny

Pro záchyt CO2 lze využít zařízení s rotační vestavbou, která atomizuje kapalinu a intenzifikuje přenos hmoty. Ve vnější kavitě tohoto zařízení se pohybují kapky vymrštěné rotační vestavbou. Cílem práce je vytvořit model jejich pohybu s použitím různých modelů koeficientů odporu. Vše bude následně validováno experimenty.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Hájek

Termodynamika chladiv pro dynamické simulace tepelných čerpadel

Cílem práce je v Pythonu/Matlabu/Modelice vytvořit a otestovat knihovnu Coolprop pro vybrané typy chladiv a vytvořit aproximační funkce či neuronovou síť, které by usnadnili numerický výpočet v dynamických simulacích tepelných čerpadel.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Srovnání predikčního modelu PHS (Predicted Heat Strain) a termofyziologického modelu založeném na Fialově přístupu

V současné době je velice důležité mít k dispozici modely pro predikci tepelného stresu, díky nimž je možné predikovat např. riziko vystavení člověka extrémním teplotním podmínkám, nebo přímo určit časové limity pro pobyt lidí v těchto podmínkách. Pro tyto účely byla již vyvinuta řada modelů, které se liší především svou složitostí a časovou náročností na výpočet. V rámci této bakalářské práce by mělo být provedeno porovnání dvou modelů, a to: predikčního modelu PHS, který je založen na analytickém přístupu, a termofyziologického modelu založeném na Fialově přístupu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.

Návrh kalkulátoru indexů tepelného stresu

První část práce bude zaměřena na rešerši indexů tepelného stresu a rozsah podmínek jejich využití. Druhá část práce bude věnována implementaci vybraných indexů v Matlabu/Pythonu a vytvoření aplikace/kalkulátoru, která pro zadané vstupy spočítá hodnoty jednotlivých indexů včetně jejich interpretace.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.

Tepelný model bazénu

Cílem práce je provést rozbor tepelné bilance, dohledat výpočtové vztahy a kriteriální rovnice, přenosů tepla a vlhkosti a aplikovat je na ukázkový případ nadzemního / zapuštěného bazénu. Porovnat vlivy různých provozních stavů např. zakrytí / nezakrytí bazénu během slunečného dne, na jeho tepelnou bilanci.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.

Náhradní modely tepelných výměníků založené na neuronových sítích

Cílem práce je popsat závislost mezi množstvím trénovacích dat a přesností náhradních modelů tepelných výměníků tvořených neuronovou sítí. Práce s neuronovými sítěmi bude realizována pomocí některé z volně dostupných knihoven jazyka Python (Tensorflow, PyTorch).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Strmiska

CAD modelování gyroidních struktur pro 3D tištěné výměníky tepla

Cílem práce je seznámit se s nástroji pro CAD modelování tzv. implicitních geometrií, které mají široké využití pro přenos tepla a tepelné výměníky. Součástí práce bude vytvoření CAD geometrie výměníku s gyroidní topologií pro jeho 3D tisk.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.

Pro studenty