Thermoacoustic Gas Mixture Separation

Ahmad Kouta, M.Sc.

Doctoral thesis

Abstract:

Tato Ph.D. disertační práce představuje a rozvíjí techniku separace plynné směsi pomocí akustickych vln. Tato metoda označována jako "termoakustická separace plynné směsi" je vyhodná, oproti jinym separačním procesům, v malém měřítku, vzhledem k tomu, že techniky ve velkém měřítku jsou jako prototypy neefektivní a kromě toho jsou velmi drahé. Pokus o nasazení akustickych vln v experimentech jako prostředek separace směsi plynů přichází po četnych žádostech pro vhodné modely k předpovídání tvaru vysledku v průmyslovych aplikacích z hlediska koncentrací složek a času potřebného k dosažení úplné separace. Před důkladnym zkoumáním podstaty tématu je pokryta klíčová fáze zahrnující základy. Čtenář se seznámí s přehledem termoakusticky, následovanym řadou oddílů složenych z teorie, matematickych formulací a zařízení sestavenych tak, aby fungovala s navrženou hypotézou.

Abstract:

This Ph.D. dissertation introduces and elaborates a technique of gas mixture separation by utilizing acoustic waves. Termed as 'thermoacoustic gas mixture separation', this method is favorable over other separation processes on a mini scale, given that large-scale techniques are inefficient as prototypes besides being very expensive. An attempt to deploy acoustic waves in experiments as means of gas mixture separation comes after numerous requests for suitable models to predict the shape of the outcome in industrial applications in terms of component concentrations and time required to achieve a complete separation. Prior to deep investigation of the subject matter, a crucial phase including basics and fundamentals is covered. The reader will be introduced to an overview of thermoacoustics, followed by a series of sections composed of the theory, mathematical formulations and devices built to function in line with the proposed hypothesis.

Keywords

termoakustika, směs plynů, vsádková separace, vypočetní dynamika tekutin, simulace

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 2. 2024

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Tomáš Vít, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / field:
Machines and Equipment / Machine and Equipment Design