Önálló feladat 2013/14 tavaszi félév Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Áramlástan Tanszék Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 2014. február 12. Kedves Kollégák, az alábbi lista tartalmazza az Áramlástan, az Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék, az Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek által kiírt Önálló Feladat tárgy feladatkiírásait. A feladat választásánál vegyék figyelembe, hogy: A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG06 kódú kurzusát a négy tanszék közösen írta ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók a listában szereplő összes kiírás közül válogathatnak. A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG08 kódú tárgyát az Áramlástan és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek közösen írták ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók ezen két tanszék témái közül válasszanak! A gépész MSc Áramlástechnika szakirányának BMEGEVGMKF1 kódú tárgyát a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék írta ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék témái közül válasszanak! A feladatokra a megjelölt konzulensnél kell jelentkezni a szorgalmi időszak első hetének végéig (azaz 2013. február 14-ig). Sikeres jelentkezés után döntésüket - legkésőbb 2014. február 21-ig - írják meg Till Sárának is a tillsara@hds.bme.hu címre. A tárgy teljesítésének feltétele a félév végén 15 perces prezentáció tartása a féléves munkáról. A beszámolókat a pótlási héten fogjuk tartani. 1
Tartalomjegyzék Áramlástan Tanszék 5 Energetiakai Gépek és Rendszerek Tanszék 6 Porlasztó segédközeg kiömlőnyílásának fejlesztése....................... 6 Szilárd testek folyási tulajdonságai: reológiai kúszási és relaxációs folyamatok termodinamikai leírása........................................ 6 Flow properties of solids: thermodynamical description of rheological creep and relaxation processes.......................................... 6 Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék 7 Nyomástartó rendszereknél alkalmazott biztonsági szerelvények............... 7 Vegyipari berendezések korrózióvédelme............................ 7 Tejpasztőr méretezése...................................... 7 Gömb alakú szilárd anyag hűtési viszonyainak elemzése.................... 7 Keverős készülék hőhasznosítási lehetőségeinek vizsgálata.................. 7 Tengervíz só bepárló méretezése................................. 7 Paradicsom sűrítmény hőkezelése kapartfalú hőcserélőben.................. 8 Szennyvíziszap kezelés energetikai vizsgálata.......................... 8 Folyamatos izobután-n-bután elválasztás, hőszivattyú alkalmazása............. 8 Metanolvisszanyerés hulladék-oldószerelegyből......................... 8 Gyógyszeripari oldószerregenerálás szakaszos rektifikálással................. 9 N-butanol gyártása szakaszos heteroazeotrop desztillációval................. 9 Bioetanol desztilláció....................................... 9 Etanol abszolutizálás n-heptánnal................................ 10 Bioetanol desztilláció....................................... 10 Diótörőgép tervezése....................................... 10 Szárítás keverős dobszárítón................................... 11 2
Keverős készülék duplafalú tartályának tervezése....................... 11 Krioszauna hőtechnikai egységének tervezése......................... 11 Kútfúrógép microcontroller vezérlésű hidraulikus emelőművének tervezése és szilárdsági ellenőrzése.......................................... 12 Kútfúrógép microcontroller vezérlésű hidraulikus forgatófejének tervezése és szilárdsági ellenőrzése.......................................... 12 Párolgási sebesség meghatározására alkalmas mérőállomás tervezése............ 12 Alumínium italdoboz alapanyagú hőcserélő tervezése..................... 13 Szennyvíz átemelő berendezés tervezése............................ 13 Szennyvíz szilárdanyag leválasztó rendszerének tervezése................... 13 Laboratóriumi gépek tervezésének irányelvei.......................... 14 Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 15 Dugós szállítás számítása.................................... 15 Speciális kulisszás hajtómű mozgástörvényének meghatározása, a keret mozgását leíró kinematikai jellemzők számítása.............................. 15 Vérárameloszlás az artériás hálózatban............................. 15 Hengeres tartályban erősen forgó áramlás numerikus vizsgálata............... 16 Nemnewtoni anyagok áramlásának numerikus vizsgálata egyenes csőben és csőidomokban 16 CFD based estimation of Non-Newtonian fluid flow in straight pipes and fittings..... 16 Hengeres tartályban erősen forgó áramlás kísérleti vizsgálata................ 17 Mérőberendezés építése egy tranziens hőtani feladat hőelemmel történő vizsgálatára... 17 Koszorúér hálózat modellezése................................. 17 Úszó ujjtartásának hatása az ujjak által kifejtett erőre.................... 18 Automatikus hidraulikai modell generálása térinformatikai rendszeradatok alapján.... 18 Optimális szivattyú menetrendek számítása véletlenszerű fogyasztásadatok esetén..... 18 Vízfogyasztás előrejelzése hibrid Fuzzy - Genetikus algoritmus segítségével......... 18 Hidraulikus csőhálózatok érzékenységének kísérleti vizsglata................. 19 3
Vegyipari keverőgép numerikus áramlástani vizsgálata.................... 19 Kavitációs buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata nagy viszkozitású folyadékban.. 19 Örvényszivattyú-nyomóvezeték rendszer sajátfrekvenciájának kísérleti vizsgálata..... 20 Experimental investigation of the resonance properties of a turbomachine-pipeline system 20 Agyi erek numerikus véráramlás szimulációjának vizsgálata................. 20 Restenosis vizsgálat....................................... 21 Restenosis investigation..................................... 21 Fali csúsztató feszültség vizsgálata agyi erek véráramlásában newtoni és nemnewtoni vér reológia esetén........................................ 21 Orvosi áramlásmódosító eszköz hidrodinamikai vizsgálatához összeállított kísérleti berendezés fejlesztése, mérés elvégzése............................. 22 Könnyen deformálódó vezeték átmérő-nyomás összefüggésének kisérleti feltárása...... 22 Örvényszivattyú berendezés ellátása elektronikus műszerezéssel............... 22 4
Áramlástan Tanszék Az Áramlástan tanszék témakiírásai megtalálhatóak honlapjukon, a következő linkre kattintva: http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/neptun/feladatkiirasok/2013-2014-ii/ 5
Energetiakai Gépek és Rendszerek Tanszék Porlasztó segédközeg kiömlőnyílásának fejlesztése Kapcsolattartó konzulens: Józsa Viktor (jozsa@energia.bme.hu) A Capstone C-30 mikro-gázturbina levegő segédközeges üzemanyag porlasztójának a fejlesztéséhez numerikus szimuláció készítése ANSYS Fluent szoftverkörnyezetben. A segédközeg fúvóka bővítése (Laval-fúvókává alakítás) és ennek hatása a porlasztásra. Szükséges előismeretek: ANSYS Fluent alapszintű ismerete, javasolt ICEM alapszintű ismerete Szilárd testek folyási tulajdonságai: reológiai kúszási és relaxációs folyamatok termodinamikai leírása Kapcsolattartó konzulens: Fülöp Tamás (fulop@energia.bme.hu) BSc vagy MSc A feladat műanyag próbatesteken végzett kúszási + relaxációs kísérletek idősorainak értelmezése a szilárdtestmechanika termodinamikai megfogalmazásából származó reológiai egyenletek alapján. Flow properties of solids: thermodynamical description of rheological creep and relaxation processes Kapcsolattartó konzulens: Tamás FÜLÖP (fulop@energia.bme.hu) BSc or MSc The task is to understand experimental time series of creep and relaxation experiments performed on plastic samples, via the rheological equations stemming from the thermodynamical formulation of the mechanics of solids. 6
Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Nyomástartó rendszereknél alkalmazott biztonsági szerelvények Kapcsolattartó konzulens: Dr. Nagy András (drnagyandras@freemail.hu) 1 BSc hallgató Szakirodalom alapján ismertesse a vegyipari készülékeknél alkalmazható biztonsági szerelvényeket. Mutassa be működési elvüket, legfontosabb műszaki paramétereik megadásával. Vegyipari berendezések korrózióvédelme Kapcsolattartó konzulens: Dr. Nagy András (drnagyandras@freemail.hu) 1 BSc hallgató Szakirodalom alapján ismertesse a vegyiparban előforduló korróziós igénybevételeket. Alkalmazási példákon keresztül mutassa be az egyes korróziós igénybevételekkel szembeni védekezési módokat Tejpasztőr méretezése Kapcsolattartó konzulens: Dr. Örvös Mária (orvos@vegyelgep.bme.hu) 1 BSc hallgató A tej hőkezelési lehetőségeinek ismertetése. Mérés alapján k hőátbocsátási tényező meghatározása. Lemezes tejpasztőr méretezése. Gömb alakú szilárd anyag hűtési viszonyainak elemzése. Kapcsolattartó konzulens: Dr. Örvös Mária (orvos@vegyelgep.bme.hu) 2 BSc hallgató Gyorsfagyasztott élelmiszerek előállításakor a gyümölcs vagy zöldség darabokat hideg levegővel hűtik le a fagyási hőmérsékletre. Vizsgálják meg gömb alakú élelmiszer (borsó) hűtése során a mag és a felületi hőmérséklet alakulását különböző hőátadási viszonyok között. Hasonlítsák össze a közelítő és pontos módszerrel kapott eredményeket. Keverős készülék hőhasznosítási lehetőségeinek vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Örvös Mária (orvos@vegyelgep.bme.hu) 2 BSc hallgató Vizsgálják meg, hogyan csökkenthető egy gőzfűtésű keverős autokláv felmelegítési ideje a műveleti paraméterek változtatásával (fűtőgőz nyomás, fordulatszám, közeg hőmérséklet). Vizsgálják meg a fűtőgőz hasznosítási lehetőségeit. Tegyenek javaslatot a hőcserélő méretére és a technológiára. Vizsgálják meg az autokláv hőszigetelésének lehetőségeit. Tengervíz só bepárló méretezése Kapcsolattartó konzulens: Bothné dr. Fehér Kinga (feher@vegyelgep.bme.hu) 2 BSc hallgató Vizsgálják meg a műveleti paraméterek (nyomás, koncentráció, belépő hőmérséklet) hatását a be- 7
párló szükséges hőátadó felületére és a fűtőgőz szükségletre. Paradicsom sűrítmény hőkezelése kapartfalú hőcserélőben Kapcsolattartó konzulens: Bothné dr. Fehér Kinga (feher@vegyelgep.bme.hu) 2 BSc hallgató Ismertessék a nagy viszkozitású élelmiszerek fűtésére/hűtésére alkalmazható kapartfalú hőcserélő berendezés működését! Hőtechnikai számítások alapján határozzák meg, hány hűtő-fűtő hőcserélőre van szükség adott tömegáramú sűrítmény hőkezelésére! Vizsgálják meg, milyen hatása van a hőcserélő rotor fordulatszám változásának a hőátadó felület nagyságára. Vizsgálják meg különböző anyagú és vastagságú szigetelés alkalmazásakor a hőveszteség mértékét. Szennyvíziszap kezelés energetikai vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Bothné dr. Fehér Kinga (feher@vegyelgep.bme.hu) 2 BSc hallgató A szennyvíziszap kezelés technológiájának megismerése a szakirodalom alapján. Az iszap hőkezelés folyamatábrájának elkészítése. A szennyvíziszap kezelése során keletkezett hulladékhő hasznosítási lehetőségek vizsgálata hőtani számítások alapján Folyamatos izobután-n-bután elválasztás, hőszivattyú alkalmazása Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László 2 BSc hallgató Láng Péter (lang@mail.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. 10.4 m3/h 41 tömegszátalékos izobután-n-bután elegyből kell 95 százalékos izobutánt és 97 százalékos n-butánt előállítani. A hallgató feladata szétválasztási technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a. A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b. A szimulátor használatának elsajátítása c. Határozza meg az oszlop elméleti tányérszámát, a reflux arányt, valamint a kondenzátor és a visszaforraló hőszükségletét! d. Javasoljon belső szerkezetet, adja meg a torony fő méreteit (magasság, átmérő). e. Javasoljon megoldást a fejgőz mechanikus kompressziójával történő hőintegrációra. Metanolvisszanyerés hulladék-oldószerelegyből Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László 2 BSc hallgató Láng Péter (lang@mail.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Egy gyógyszergyárban képződő évi 80 t 35 tömegszázalékos, 4-6 százalék tetrahidrofuránt és 1-2 százalék toluolt is tartalmazó vizes metanolból kell a metanolt 99,5 százalékos tisztaságban kell visszanyerni és a gyártási folyamatba visszaforgatni. A hallgató feladata szétválasztási technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a. A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása 8
b. A szimulátor használatának elsajátítása c. A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. d. Az eredmények értékelése e. Beszámoló (max. 15 oldal) készítése Gyógyszeripari oldószerregenerálás szakaszos rektifikálással Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László 1 BSc hallgató Láng Péter (lang@mail.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Egy gyógyszergyárban évi 800 t 40 tömegszázalékos vizes metanolból a metanolt 99,8 százalékos tisztaságban kell visszanyerni és a gyártási folyamatba visszaforgatni. A hallgató feladata szétválasztási technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a. A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b. A szimulátor használatának elsajátítása c. A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett d. Az eredmények értékelése e. Beszámoló (max. 15 oldal) készítése N-butanol gyártása szakaszos heteroazeotrop desztillációval Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László 2 BSc hallgató Láng Péter (lang@mail.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Sarzs mennyisége: 10 m3 (25 C-on) Sarzs összetétele: 85 tömegszázalék 1-butanol, 15 tömegszázalék víz Cél: 99,8 tömegszázalékos tisztaságú 1-butanol gyártása. A maradék 0,5 tömegszázalék szerves anyagot tartalmazhat. A feldolgozási idő legfeljebb 36 óra lehet. Ebből a berendezés kiürítése, mosása és újrafeltöltése 4 órát vesz igénybe. Hogyan módosul a technológia, ha a sarzs 75 tömegszázalék 1-butanolt tartalmaz? Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a. A gőz-folyadék, folyadék-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b. A szimulátor használatának elsajátítása c. A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. d. Az eredmények értékelése e. Beszámoló (max. 15 oldal) készítése Bioetanol desztilláció Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László 1 BSc hallgató Láng Péter (lang@mail.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Egy szeszüzemben 10 tömegszázalékos fermentléből állítanak elő tömény etanolt folyamatos rektifikálással, melyet később membránszeparációval víztelenítenek abszolút alkohol előállítása céljából. A hallgató feladata folyamatos desztillációs technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: 9
a. A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b. A szimulátor használatának elsajátítása c. A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. d. Az eredmények értékelése e. Beszámoló (max. 15 oldal) készítése Etanol abszolutizálás n-heptánnal Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László 2 BSc hallgató Láng Péter (lang@mail.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. 400 kg/h 90 tömegszázalék vizes etanolból kell vízmentes (0,2 tömegszázaléknál kisebb víztartalmú) etanolt előállítani, hordozóként n-heptánt használva. A hallgató feladata folyamatos desztillációs technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a. A gőz-folyadék, folyadék-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b. A szimulátor használatának elsajátítása c. A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett d. Az eredmények értékelése e. Beszámoló (max. 15 oldal) készítése Bioetanol desztilláció Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hégely László 1-2 BSc hallgató Láng Péter (lang@mail.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Egy szeszüzemben 10 tömegszázalékos fermentléből állítanak elő tömény etanolt folyamatos rektifikálással, melyet később membránszeparációval víztelenítenek abszolút alkohol előállítása céljából. A hallgató feladata folyamatos desztillációs technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a. A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b. A szimulátor használatának elsajátítása c. A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett d. Az eredmények értékelése e. Beszámoló (max. 15 oldal) készítése Diótörőgép tervezése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu) BSc Aprítási eljárások és műveletek összegyűjtése és rendszerezése szakirodalom alapján. Irodalomkutatás, piackutatás alapján a diótörésre alkalmas gépek bemutatása. Diótörőgép műveleti és szilárdsági méretezése. Javaslattétel tényleges konstrukcióra, gyártási lehetőségeket is figyelembe véve. A berendezés 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Gyártási tervek kidolgozása. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. 10
Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság, kreatív gondolkodás Szilárdságtan megfelelő ismerete Inventor ismerete előny, de nem követelmény Szárítás keverős dobszárítón Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu) 2 fős csapatban, több csoport is lehet, BSc A tanszéki laboratóriumban található keverős dobszárító mérőállomás működésének megismerése. A berendezés előkészítése mérésekre. Konvekciós szárítást jellemző száradási szakaszok ismertetése szakirodalom alapján. Minimum 4 db sikeres szárítási mérés elvégzése. Mérési eredmények kiértékelése, a csökkenő száradási sebességű szakaszra jellemző térfogati hőátadási tényező függvények meghatározása. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: 2 fős csapatban, több csoport is lehet heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság, Keverős készülék duplafalú tartályának tervezése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Nagy András 2 fős csapatban is elvállalható, BSc Keverős készülékek összegyűjtése és rendszerezése szakirodalom alapján. Irodalomkutatás, piackutatás alapján duplafalú, nyitott tartály kialakítások bemutatása. Javaslattétel a tanszéki laboratóriumban található keverős készülék tartályának cseréjére, a gyártási lehetőségeket is figyelembe véve. Az egység 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság, kreatív gondolkodás Hőtan és szilárdságtan megfelelő ismerete Inventor ismerete előny, de nem követelmény Krioszauna hőtechnikai egységének tervezése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Örvös Mária 2 fős csapatban is elvállalható, BSc Hűtési műveletek ( -190 C) összegyűjtése és rendszerezése szakirodalom alapján. Irodalomkutatás, piackutatás alapján krioszaunák bemutatása. Krioszauna hőtani méretezése, működtetéshez szükséges nitrogén meghatározása. Javaslattétel a hőtechnikai egység konstrukciójára, gyártási lehetőségeket is figyelembe véve. Az egység 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság, kreatív gondolkodás Hőtan és szilárdságtan megfelelő ismerete Inventor ismerete előny, de nem követelmény 11
Kútfúrógép microcontroller vezérlésű hidraulikus emelőművének tervezése és szilárdsági ellenőrzése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Nagy András 2 fős csapatban is elvállalható, BSc Kútfúrógép emelőmű ismertetése és konkurens termékek összegyűjtése szakirodalmi kutatás alapján. Az emelőműre ható terhelések felmérése. Megoldási változatok és elvek felvázolása. Az emelőmű mechanikai ábrájának. Egy létező emelőmű terveinek felülvizsgálata. Javaslattétel tényleges konstrukcióra, gyártási lehetőségeket is figyelembe véve. Az emelőmű gépészeti egységeinek szilárdsági ellenőrzése és méretezése (Toronyterhelés emelésre/ forgatónyomatékra, Csapágyak/Fogaskerekek/Ház). A berendezés 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: Céges kapcsolat 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság Gépelemek 2, Szilárdságtan megfelelő ismerete Inventor ismerete előny, de nem követelmény Megfelelő tervezés esetén, a berendezés gyártásra kerül Kútfúrógép microcontroller vezérlésű hidraulikus forgatófejének tervezése és szilárdsági ellenőrzése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Nagy András 2 fős csapatban is elvállalható Kútfúrógépek forgatófejének ismertetése és konkurens termékek összegyűjtése szakirodalmi kutatás alapján. A forgatófejre ható terhelések felmérése. Megoldási változatok és elvek felvázolása. A forgatófej mechanikai igénybevételi ábrájának elkészítése. Egy létező forgatófej terveinek felülvizsgálata. Javaslattétel tényleges konstrukcióra, gyártási lehetőségeket is figyelembe véve. A forgatófej gépészeti egységeinek szilárdsági ellenőrzése és méretezése (Csapágyak/Fogaskerekek/Ház). A berendezés 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: Céges kapcsolat 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság Gépelemek 2, Szilárdságtan megfelelő ismerete Inventor ismerete előny, de nem követelmény Megfelelő tervezés esetén, a berendezés gyártásra kerül Párolgási sebesség meghatározására alkalmas mérőállomás tervezése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu), további konzulens(ek): Dr. Örvös Mária 2 fős csapatban is elvállalható, BSc Párolgási sebesség laboratóriumi méréssel történő meghatározásának összegyűjtése és rendszerezése szakirodalom alapján. Irodalomkutatás, piackutatás alapján a párolgási sebesség meghatározására alkalmas gépek bemutatása. Változtatható folyadék- és léghőmérsékletű, változtatható légsebességű mérőállomás tervezése. Javaslattétel tényleges konstrukcióra, gyártási lehetőségeket is figyelembe véve. A berendezés 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. 12
Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság, kreatív gondolkodás Hőtan megfelelő ismerete Inventor ismerete előny, de nem követelmény Alumínium italdoboz alapanyagú hőcserélő tervezése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu) 2 fős csapatban is elvállalható, BSc Gáz-anyag közötti hőcserére alkalmas berendezések összegyűjtése és rendszerezése szakirodalom alapján. Irodalomkutatás, piackutatás alapján a napenergiával levegő melegítésére alkalmas gépek bemutatása. A hőcserélő berendezés műveleti méretezése. Javaslattétel tényleges konstrukcióra, gyártási lehetőségeket is figyelembe véve. A berendezés 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Gyártási tervek kidolgozása. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság Hőtan megfelelő ismerete Inventor ismerete előny, de nem követelmény Szennyvíz átemelő berendezés tervezése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu), további konzulens(ek): Bothné Dr. Fehér Kinga 2 fős csapatban is elvállalható, BSc A szennyvízátemelésre vonatkozó követelmények, szempontok összegyűjtése és rendszerezése szakirodalom alapján. Irodalomkutatás, piackutatás alapján a szennyvíz átemelésre alkalmas gépek bemutatása. A szennyvíz átemelő berendezés műveleti méretezése (szivattyú választás). Javaslattétel tényleges konstrukcióra, gyártási lehetőségeket is figyelembe véve. A berendezés 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Gyártási tervek kidolgozása, munkafolyamatok megszervezése. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: Céges kapcsolat 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság Áramlástechnikai gépek megfelelő ismerete Inventor ismerete előny, de nem követelmény Megfelelő tervezés esetén, a berendezés gyártásra kerül Szennyvíz szilárdanyag leválasztó rendszerének tervezése Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu), további konzulens(ek): Bothné Dr. Fehér Kinga 2 fős csapatban is elvállalható, BSc Szilárdanyag leválasztó berendezés és művelet ismertetése szakirodalom alapján. Irodalomkutatás, piackutatás alapján a szilárd anyag leválasztására alkalmas gépek bemutatása. Szennyvízátemeléshez megoldási változatok felvázolása, működési elvek részletes bemutatása. Előnyök, hátrányok. A berendezés 3D modelljének vagy összeállítási rajzának elkészítése. Gyártási tervek kidolgozása, munkafolyamatok megszervezése. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: Céges kapcsolat 2 fős csapatban is elvállalható heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint önállóság Áramlástechnikai gépek megfelelő ismerete Inventor 13
ismerete előny, de nem követelmény Megfelelő tervezés esetén, a berendezés gyártásra kerül Laboratóriumi gépek tervezésének irányelvei Kapcsolattartó konzulens: Poós Tibor (poos@vegyelgep.bme.hu) 2 fős csapatban is elvállalható, BSc A laboratóriumi gépek tervezésére vonatkozó szempontok összegyűjtése és rendszerezése szakirodalom alapján. Irodalomkutatás, piackutatás alapján a laboratóriumi gépek tervezésére vonatkozó előírások (pl. munkavédelem, tűz-és robbanásveszély, ergonómia stb.) és szabványok (TÜV, CE stb.) összegyűjtése. Az előírásokból kivonat készítése. Készítsen írásbeli és szóbeli beszámolót. Szükséges előismeretek: Feltételek/szempontok: 2 fős csapatban is elvállalható Teljes önállóság Kapcsolatfelvétel cégekkel heti rendszeres konzultálás TVSZ szerint 14
Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék Dugós szállítás számítása Kapcsolattartó konzulens: dr. Váradi Sándor docens (varadi@hds.bme.hu) 2MSc hallgató részére Matematikai fizikai modell alapján meghatározandók egy csővezetékben mozgó légáteresztő anyagdugó kinematikai jellemzőinek és a pneumatikus szállítás során a dugón kialakuló nyomásesésnek az idő függvényében történő változása. A megoldáshoz a rendelkezésre álló differenciálegyenletek numerikus megoldásával a feladat megadott paramétereihez tartozó alábbi eloszlásfüggvények grafikus bemutatása szükséges: a dugó által megtett út az idő függvényében s(t) a dugó sebességének (szilárd anyagrészecskék sebességének) változása az idő függvényében va(t) a dugó gyorsulásának változása az idő függvényében aa(t) 1. Az egyik feladatban a csővezeték nyomvonala: vízszintes egyenes csőszakasz vízszintesből függőlegesbe forduló ív függőleges egyenes csőszakasz. (1 hallgató részére) 2. A másik feladatban a csővezeték nyomvonala: függőleges egyenes csőszakasz függőlegesből vízszintesbe forduló ív vízszintes egyenes csőszakasz. (1 hallgató részére) Szükséges előismeretek: "Pneumatikus szállítás tárgy" ismerete előnyt jelent Speciális kulisszás hajtómű mozgástörvényének meghatározása, a keret mozgását leíró kinematikai jellemzők számítása Kapcsolattartó konzulens: dr. Váradi Sándor docens (varadi@hds.bme.hu) 1 BSc hallgató részére Meghatározandók egy állandó görbületi sugarú kulisszakerettel rendelkező hajtómű mozgástörvényei, azaz a kulisszakeret elmozdulás idő, a sebesség idő és gyorsulás idő függvénykapcsolatai, továbbá a sebesség illetve gyorsulás hely szerinti változása. Vérárameloszlás az artériás hálózatban Kapcsolattartó konzulens: Halász Gábor (halasz@1hds.bme.hu) 1-2 Msc hallgató részére (vagy új ismereteket megtanulni szerető-hajlandó BSc hallgató számára) Az artériás érhálózat modellje a valódi artériás érhálózatból csak a 40-50 fontosabb ágat tartalmazza, de a modell hálózaton a szív által bepumpált teljes véráram átfolyik. A modellezett ágakon reális vérsebesség értéket úgy kapunk, ha a nem modellezett ágakon folyó vérmennyiséget a csomópontokban (egy-egy ellenálláson keresztül) elfolyatjuk. Ellenállások vannak még a modellezett ágak végén is, ezek a perifériás ellenállások. A csomóponti és a perifériás ellenállások helyes megválasztásával lehet elérni, hogy a modellezett ágakon valósághű véráram alakuljon ki. 1. Kérdés a modell hálózatban a helyes véráram eloszlás biztosítása, azaz ellenállások értékének megválasztása. 2. Kicsit általánosabb az a kérdés, hogy elegendő-e az Ohmikus ellenállások, vagy frekvencia-függő 15
impedanciát kell a modellbe építeni. A feladat megoldásához szükséges: irodalom tanulmányozása, tanszéki előzmények megismerése modell-fejlesztés, kódolás (Matlab), tesztelés, érzékenységvizsgálat eredmények prezentálása Szükséges előismeretek: biomechanikai kérdések iránti érdeklődés; áramlástan, Matlab, Hengeres tartályban erősen forgó áramlás numerikus vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Csizmadia Péter (csizmadia@hds.bme.hu) Csippa Benjámin részére A széntüzelésű erőművekben keletkező nem kívánt melléktermékeket (port és hamut) kezelni, szállítani és tárolni kell. Ezen technológiai folyamat egyik fontos eleme a képen látható sűrűzagy keverő. Az ilyen berendezésekben a por és a hamu vízzel keveredve válik szivattyúzhatóvá és külszíni tárolásra alkalmassá. A mixerben lejátszódó bonyolult, 3 dimenziós áramlástani folyamatok megértése rendkívül fontos a keverő fejlesztése szempontjából, beleértve a környezetvédelmi és az energiahatékonysági szempontokat is. A Tanszéken jelenleg is tartó kutatásba kapcsolódhat be a hallgató. A munkája során elkészíti egy hengeres tartály numerikus modelljét és vizsgálja az abban kialakuló áramlást. Számításokat végez különböző turbulenciamodellek és különböző reológiai tulajdonságú közegek felhasználásával. Vizsgálja az ülepedés jelenségét. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX Nemnewtoni anyagok áramlásának numerikus vizsgálata egyenes csőben és csőidomokban Kapcsolattartó konzulens: Csizmadia Péter (csizmadia@hds.bme.hu) 2 BSc és/vagy 2 MSc hallgató Az ipari gyakorlat során (erőműipar, élelmiszeripar) gyakran találkozhatunk nemnewtoni reológiájú anyagokkal, amelyeket szállítani kell a különböző technológiai lépésekben. Ezen anyagok szivattyúzási veszteségei különösen függnek a reológiai és áramlástani tulajdonságoktól. A félévi feladat során a hallgatók numerikus módszerrel, ANSYS CFX környezetben vizsgálják az eltérő reológiai tulajdonságú, nemnewtoni közegek veszteségtényezőit egyenes csőben és csőidomokban. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX CFD based estimation of Non-Newtonian fluid flow in straight pipes and fittings Kapcsolattartó konzulens: Péter CSIZMADIA (csizmadia@hds.bme.hu) 2 BSc and/or MSc student The importance of the non-newtonian material is increasing in the petroleum or food industry. The estimation of the friction factor and the loss coefficient can be relevant to design the pipeline systems (e.g. pump or pipe diameter selection). During the semester, the student has to build a numerical model with the help of ICEM CFD and ANSYS CFX; perform the simulations and the post-processing to determine the friction factor and the loss coefficient of the examined fittings. Szükséges előismeretek: ANSYS CFX 16
Hengeres tartályban erősen forgó áramlás kísérleti vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Csizmadia Péter (csizmadia@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Till Sára 2 BSc vagy 2 MSc hallgató A széntüzelésű erőművekben keletkező nem kívánt melléktermékeket (port és hamut) kezelni, szállítani és tárolni kell. Ezen technológiai folyamat egyik fontos eleme a képen látható sűrűzagy keverő. Az ilyen berendezésekben a por és a hamu vízzel keveredve válik szivattyúzhatóvá és külszíni tárolásra alkalmassá. A mixerben lejátszódó bonyolult, 3 dimenziós áramlástani folyamatok megértése rendkívül fontos a keverő fejlesztése szempontjából, beleértve a környezetvédelmi és az energiahatékonysági szempontokat is. A félév során a hallgatók laboratóriumi méréseket végeznek a sűrűzagy keverő kicsinyített modelljén, meghatározzák a tangenciális és axiális sebességeloszlásokat, vizsgálják a folyadékszint és a keringetett térfogatáram hatását. A félévi munka egy dokumentációval zárul, amely alapjául szolgál későbbi hallgatói méréseknek. Mérőberendezés építése egy tranziens hőtani feladat hőelemmel történő vizsgálatára Kapcsolattartó konzulens: Till Sára (tillsara@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Csizmadia Péter, Hajgató Gergely 2 BSc vagy 2 MSc hallgató részére A nagyrészt kísérleti feladat célja egy olyan új laboratóriumi mérőberendezés megtervezése és megépítése, amellyel egy vízmelegítő tranziens felmelegedési folyamata hőelem segítségével mérhetővé válik. A feladatot választó hallgatók feladata a mérőberendezés megtervezése, oly módon, hogy az esetlegesen legyártandó alkatrészek a terv alapján kivitelezhetők legyenek. Az elkészült elemekből a berendezést össze kell állítani, a megépült berendezést fel kell műszerezni (bemenő hőmérséklet mérése, felmelegedés mérése hőelemmel, átfolyt térfogat mérése). Amennyiben szükséges a beépített eszközöket kalibrálni kell. A feladat keretén belül a próbamérések után olyan protokollt kell meghatározni, amellyel hallgatói mérés keretein belül különböző térfogatáramok mellett meghatározhatóvá válik a vízmelegítő berendezés időállandója, és ebből a redukált tömege. A munka egy dokumentáció írásával zárul, ami egy későbbi hallgatói mérésleírás alapjául szolgálhat. Koszorúér hálózat modellezése Kapcsolattartó konzulens: Till Sára (tillsara@hds.bme.hu) 2 BSc vagy MSc hallgató részére A szív táplálását végző két nagy artéria több ágra oszlik, amelyek behálózzák a szívet, ezek a koszorúerek, orvosi nyelven a koronáriák. Ez a hálózat látja el vérrel a szívizomzatot. Különleges, finom szerkezetű verőerek, amelyek természetesen a szervezet minden területén megtalálható verőérrendszer részei. A koszorúér hálózat modellezésének nehézségei abban rejlenek, hogy a szívet behálózó erekben kialakuló áramlási viszonyokat nagyban befolyásolja a szívműködés maga, a lüktető összehúzódások során az erek végei is ritmusosan elzáródnak. A projektet választó hallgatók feladata koszorúér hálózat tanulmányozása a szakirodalom alapján, egy egyszerűsített modell megfogalmazása, majd a modell beültetése a tanszéki hálózatszámító programba. A szívizom valós működését alapul véve olyan perifériás ellenállásmodell kidolgozása, mellyel a valóságban mérhető áramlási viszonyokkal jól egyező eredmények kaphatók. 17
Szükséges előismeretek: Matlab Úszó ujjtartásának hatása az ujjak által kifejtett erőre Kapcsolattartó konzulens: Paál György (paal@hds.bme.hu) Darázs Bence részére Vizsgálat numerikus szimulációval Automatikus hidraulikai modell generálása térinformatikai rendszeradatok alapján Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hős Csaba (csaba.hos@hds.bme.hu) 1 Bsc vagy MSc hallgató részére A projekt célja Sopron város vízellátó hálózatának felépítése a tanszéki "staci" szoftverben - automatikusan, a cégnél nyilvántartott adatok segítségével. A feladat kidolgozása során a térinformatikai rendszerből leválogatott adatok alapján kell a modellt megalkotni, ehhez konvertáló programot kell készíteni (Matlab vagy C++ nyelven). A sikeres konvertálás után stacionárius hidraulikai számításokat kell végezni és annak eredményeit az üzemirányító rendszer adataival összehasonlítani. Szükséges előismeretek: C++ vagy Matlab Optimális szivattyú menetrendek számítása véletlenszerű fogyasztásadatok esetén Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hős Csaba (csaba.hos@hds.bme.hu) 1 db Bsc vagy MSc hallgató Szivattyúzási rendszerek optimális menetrendje alatt olyan irányítást értünk, mely minimális energiafelhasználás mellett teljesíti a műszaki feltételrendszert: pl. városi ivóvízrendszerek esetén milyen sorrendben kell a szivattyúkat ki/bekapcsolni ahhoz, hogy a legkevesebb villamos áramot használjuk fel, ugyanakkor az összes fogyasztó elegendő mennyiségű vízhez jusson. Az ilyen számítások során a lakossági (ivóvíz)fogyasztást adottnak tekintjük annak ellenére, hogy ezek becsült adatok, hibával terheltek és matematikailag valószínűségi változónak tekinthetők. A projekt célja ezen bizonytalan fogyasztási adatok hatásának vizsgálata az optimalizálás eredményére. A feladatot választó hallgató megismerkedik a sztohasztikus optimalizálási módszerekkel és egy egyszerű tesztfeladaton keresztül tapasztalatot szerez a módszer alkalmazhatóságával kapcsolatban. A feladat TDK-vá és/vagy diplomatervvé fejleszthető. Szükséges előismeretek: Matlab (nem szükséges, de előny) Vízfogyasztás előrejelzése hibrid Fuzzy - Genetikus algoritmus segítségével Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hős Csaba (csaba.hos@hds.bme.hu) 1 db Bsc vagy Msc hallgató Városi ivóvízhálózatok szivattyúzási menetrendek optimalizálása során a lakossági fogyasztások bemenő adatok, noha ezek nem ismertek a számítás megkezdésekor. Ilyen esetekben a fogyasztásokat meg kell becsülnünk, azonban nem ismert olyan becslési módszer, amely megbízhatón előre tudná 18
jelezni ezen adatokat. A projekt célja olyan módszer kidolgozása, amely ötvözi a Fuzzy logikát és a genetikus algoritmusokat vízfogyasztás előrejelzési feladatokra. A feladatot választó hallgató mindkét módszerrel megismerkedik és Matlab környezetben megvalósít egy ilyen algoritmust. A feladat TDK dolgozattá és/vagy diplomatervvé fejleszthető. Szükséges előismeretek: Matlab Hidraulikus csőhálózatok érzékenységének kísérleti vizsglata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hős Csaba (csaba.hos@hds.bme.hu) 1 BSv vagy MSc hallgató Hidraulikus csőhálózatok (pl. ivóvízhálózatok) vizsgálata során merül fel a kérdés, hogy melyek azok a csövek, melyekre legérzékenyebb a hálózat. Más szavakkal, melyek azok a csövek (vagy csőszakaszok), melyekre kiemelten ügyelni kell felújítás során. A feladat kidolgozása során egy teszthálózat érzékenységét vizsgáljuk a csövek ellenállására kísérleti úton. A HDR Tsz. laboratóriumában rendelkezésre áll egy mérőkör, melyben az egyes csőszakaszok ellenállását változtatni tudjuk. A feladat kidolgozása során a hallgató(k) méréseket végeznek és a mérési eredményeket összevetik a konzulens által rendelkezésre bocsájtott elméleti eredményekkel. Vegyipari keverőgép numerikus áramlástani vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Hős Csaba (csaba.hos@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Bothné Dr. Fehér Kinga 1 db BSc vagy MSc hallgató A projekt egy vegyipari keverő numerikus áramlástani szimulációjával foglalkozik. A feladatot választó hallgató ANSYS CFX rendszerben felépíti a választott keverő geometriai modelljét, majd stacionárius, kétfázisú (folyadék+levegő) szimulációkat végez, melyek során a keverés teljesítményszükségletét, a keverőben kialakuló áramképet és a tölcsérképződést vizsgálja különböző keverőelemfordulatszámok esetén. A feladat TDK dolgozattá és/vagy diplomatervvé fejleszthető. Kavitációs buborék dinamikus viselkedésének vizsgálata nagy viszkozitású folyadékban. Kapcsolattartó konzulens: Dr. Ferenc Hegedűs (hegedusf@hds.bme.hu) BSc/MSc (több fő is jelentkezhet, akár párban is) Az átlagos mérnöki alkalmazásokban mint pl.: hidraulikai rendszerek, áramlástechnikai gépek stb., a kavitáció réteg kavitációként vagy mint buborék felhőként jelenik meg. Ennek ellenére manapság sok speciális alkalmazás van ahol egyetlen buborék vizsgálata során kapott eredmények jól használhatók. Ez egyik ilyen gyorsan fejlődő kutatási ág az ultrahangos technológia, ahol a buborék összeroppanásakor keletkező extrém körülményeket (akár több ezer Kelvin maximális hőmérséklet és több ezer bár maximális nyomás) használják ki. Érdekességképpen, újabb kutatások kimutatták, hogy egy buborék összeroppanásakor olyan nagy hőmérséklet alakulhat ki, hogy a buborék belsejében akár a fúzió jelensége is lejátszódhat. A feladat célja, hogy meghatározzuk a buborék lehetséges viselkedési módjait (periodikus megoldásait) harmonikus nyomásgerjesztés hatásara 19
(ultrahang). Mivel a különböző típusú megoldások eltérőképpen viselkednek, így fontos, hogy a nyomásamplitúdó - gerjesztési frekvencia függvényében ezeket a megoldásokat feltérképezzük. Szükséges előismeretek: Matlab Örvényszivattyú-nyomóvezeték rendszer sajátfrekvenciájának kísérleti vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Dr. Ferenc Hegedűs (hegedusf@hds.bme.hu) BSc/MSc (több fő is jelentkezhet, akár párban is) Gerjesztett rendszerekben egy speciális fizikai jelenség, az úgy nevezett rezonancia jelenség léphet fel, egy általában egy jól definiált frekvenciánál (rezonancia frekvencia).a mérnöki gyakorlatban ez káros/kerülendő jelenségként ismert, gondoljunk csak a rezonancia katasztrófa elnevezésre. Még ha a szerkezet nem is megy tönkre azonnal, a rezonancia frekvencián történő üzemeltetés hosszú távon negatívan befolyásolja az egész rendszer élettartamát. A feladat célja egy a tanszék laborjában található szivattyú - nyomóvezeték rendszer sajátfrekvenciájának a meghatározása. Ez a rendszer nyomócsonkjára szerelt nyomástávadó jeléből számolt spektrumok szisztematikus kiértékelésével kapható meg. Szükséges előismeretek: Excel, Word, (Matlab) Experimental investigation of the resonance properties of a turbomachine-pipeline system Kapcsolattartó konzulens: Dr. Ferenc Hegedűs (hegedusf@hds.bme.hu) BSc/MSc (more students can apply, even in pair) In excited systems a special physical phenomenon can occur called resonance at a usually well defined value of the frequency (resonance frequency). In industrial applications it is known as a dangerous and avoiding situation; think about the term resonance catastrophe. Even if the structure does not ruin immediately the permanent operation near the resonance frequency act upon the lifetime of the system in the negative way. The aim of the project is to determine the resonance properties of a turbomachnie-pipeline system found in the laboratory of the department. It can be achieved by the systematic analysis of the spectra of the measured signal of a pressure transducer placed after the delivery side of the turbomachine. Szükséges előismeretek: Excel, Word, (Matlab) Agyi erek numerikus véráramlás szimulációjának vizsgálata Kapcsolattartó konzulens: Závodszky Gábor (zavodszkyhds.bme.hu) 1 BSc vagy MSc hallgató részére A klinikai vizsgálatok során felfedezett kóros agyi erek kezelése komplex feladat. Nehéz hozzáférhetőségük miatt a különböző gyógymódok gyakran a betegséggel összemérhető kockázatot hordoznak. Az orvosi döntéshozatalt segíthetik a numerikus szimulációk, amikkel elsősorban a vizsgált érszakaszon belül uralkodó áramlási viszonyokat határozzuk meg. A project célja egy aneurysmát tartalmazó érszakasz tranziens véráramlás szimulációjának elkészítése OpenLB szoftverrel, valamint a szoftver által biztosított numerikus modellek közül három kijelölt összehasonlítása eredmény és numerikus stabilitás szempontjából. 20
Szükséges előismeretek: A feladat elvégzéséhez C/C++ ismeretek szükségesek, valamint Matlab vagy Python ismerete előnyös lehet. Restenosis vizsgálat Kapcsolattartó konzulens: Závodszky Gábor (zavodszky@hds.bme.hu) 1 MSc vagy 1 BSc hallgató A szív koszorúerek gyakori pathológiás elváltozása a beszűkülés. Ezt a beszűkülést az orvosi gyakorlatban leggyakrabban egy fémháló beültetésével (úgynevezett sztent) próbálják meggátolni, ami belülről megtámasztja az érfalat. Bizonyos esetekben az érszakaszon mégis újabb beszűkülés alakulhat ki, ha az érfal "belenő" a sztent szövetébe. A project célja ilyen újból szűkülésnek indult érszakasz tranziens áramlástani vizsgálata. A feladat magában foglalja a hálózást, és a véges térfogatos szimulációt is. Szükséges előismeretek: A feladat elvégzéséhez Ansys CFX (esetleg Fluent) és hálózási ismeretek szükségesek. Restenosis investigation Kapcsolattartó konzulens: Závodszky Gábor (zavodszky@hds.bme.hu) 1 MSc vagy 1 BSc A possible pathologic state of the coronary vessels is the stenosis (that means narrowing). It is often treated by medical practitioners by employing stents (actually fine net tubes) inside the vessel that can support the wall, thus resisting further narrowing and supporting the continuous blood flow. In several cases after a few years the vessel wall can grow into the structure of the stent forming a new stenosis. The aim of this project will be to carry out transient finite volume simulations on real vessel geometries containing restenosis points. The work will include both the creation of the numerical meshes from the given geometries and the blood flow simulations. Szükséges előismeretek: To complete this project previous experience with mesh generation and Ansys CFX (or Fluent) is required! Fali csúsztató feszültség vizsgálata agyi erek véráramlásában newtoni és nemnewtoni vér reológia esetén. Kapcsolattartó konzulens: Závodszky Gábor (zavodszky@hds.bme.hu) 1 MSc hallgató A klinikai vizsgálatok során felfedezett kóros agyi erek kezelése komplex feladat. Nehéz hozzáférhetőségük miatt a különböző gyógymódok gyakran a betegséggel összemérhető kockázatot hordoznak. Az orvosi döntéshozatalt segíthetik a numerikus szimulációk, amikkel elsősorban a vizsgált érszakaszon belül uralkodó áramlási viszonyokat határozzuk meg. A project célja annak vizsgálata, hogy a vér newtoni, vagy nemnewtoni folyadékként való modellezése milyen mértékben befolyásolja egy adott érgeometriában a kialakuló áramlási képet, illetve a falak mentén fellépő csúsztató feszültséget. Szükséges előismeretek: A feladat elvégzéséhez Ansys CFX felhasználói ismeretek szükségesek. A MatLab alapszintű ismerete nem követelmény, de segíti a feladatvégzést. 21
Orvosi áramlásmódosító eszköz hidrodinamikai vizsgálatához összeállított kísérleti berendezés fejlesztése, mérés elvégzése Kapcsolattartó konzulens: Závodszky Gábor (zavodszky@hds.bme.hu) 2 MSc hallgató Az agyi erek egyik kóros elváltozását gyakran az érbe ültetett áramlás módosító eszközökkel ( úgynevezett sztentekkel ) kezelik. Ezeknek a sztenteknek a geometriája igen összetett és változatos, ezért pontos felületi leírásuk helyett porózus anyagrétegként modellezhetjük ezeket a numerikus szimulációk során. A megfelelő porózus paraméterek kiválasztásához az áramlás módosító eszköz különböző hidrodinamikai paramétereit ismernünk kell (például a két oldalán fellépő nyomáskülönbséget). A project célja az erre a mérésre készült összeállítás fejlesztése, valamint kísérleti mérések végzése több áramlási konfigurációban. Szükséges előismeretek: A feladat elvégzéséhez némi labor gyakorlati jártasság szükséges, Matlab és Excel ismeret nem szükséges, de jól fog jönni. Könnyen deformálódó vezeték átmérő-nyomás összefüggésének kisérleti feltárása Kapcsolattartó konzulens: Halász Gábor (halasz@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Hajgató Gergely 2 BSc vagy MSc hallgató számára, akik kísérleti-kutatási munkát szeretnének végezni. A könnyen deformálódó vezetékek (pl. szilikon-gumi vezetékek) deformációja kölcsönhatásban van a vezetékben áramló közeg nyomásával és sebességével. Számos matematikai modell ismert, amely segítségével a belső nyomás és a deformáció kapcsolata leírható. A jelen feladat célja e modellek kisérleti ellenörzése. Az elvégzendő feladatok: * szakirodalom áttekintése; * kísérleti berendezés koncepciójának elkészítése (periodikusan változó belső nyomás előállítása, megvilágítás, kameraelhelyezés); * a berendezés összeállítása és előmérések; * a nyomás-átmérő kapcsolat kiértékelése a digitális képfeldolgozás módszereivel; * További feladatok: a frekvencia, a nyomás-amplitúdó, a vezeték-átmérő, stb. paraméterek hatásának rendszeres megmérése; összehasonlítás a különböző matematikai modellekkel; modellfejlesztés. Szükséges előismeretek: érdeklődés kísérleti munka iránt, nyitottság Matlab alatt futó képfeldolgozási módszerek megismerésére Örvényszivattyú berendezés ellátása elektronikus műszerezéssel Kapcsolattartó konzulens: Pandula Zoltán (pandula.zoltan@hds.bme.hu), további konzulens(ek): Hajgató Gergely 2 BSc vagy MSc hallgató részére A félév elején az eddigi, Áramlástechnikai Gépek c. tárgyból használt Örvényszivattyú "A" mérőberendezést új berendezésre cseréljük. Ez a berendezés egy frekvenciaváltóval felszerelt Grundfos szivattyút tartalmaz. A frekveciaváltó közvetlen számítógép kapcsolatot biztosít, saját szofverrel lekérdezhető. Ezen kívül a berendezés alkalmas saját alkalmazáson keresztüli kapcsolat létesítésére. Első lépésben a szoftver használata mellett további adatok gyűjtését mikrokontroller segítségével oldanálnk meg. Ehhez az Arduino platform alkalmazását tervezzük. A feladat a berendezés felszerelése a hagyomásnyos műszerek mellett szívó-, és nyomóoldali nyomás mérőrvel, a mérőperemre nyomáskülönbségtávadóval és esetleg áram- és feszültségmérővel, e jelek bekötése és gyűjtése a 22
mikrokontrollerrel, továbbítása a számítógépre, ott ezek megjelenítése is. Szükséges előismeretek: Alap szintű C programozás, Alap grafikus C vagy Basic programozói környezet 23