Original title: Optimalizace zásobníku tepla typu "packed bed"
Translated title: Design optimization of packed bed for thermal energy storage
Authors: Krist, Thomas ; Charvát, Pavel (referee) ; Klimeš, Lubomír (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2020
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Tato diplomová práce se zabývá tématem výměny tepla v zásobníku tepla typu ”packed bed”. Cílem je popsat přenos tepla v zásobníku tepla obsahující kamínky malých průměrů, skrz který proudí horký vzduch. Toto je modelováno v prostředí MATLAB. Na začátku je krátký úvod do problematiky zahrnující ukládání tepla a jeho možné využití. Dále je uveden krátký přehled o základech přenosu tepla, typech přenosu tepla a termofyzikální vlastnosti systému vzduch-kámen. Ve třetí kapitole je představen zásobník tepla typu ”packed bed” a rozličné modely a dané podmínky jsou vysvětleny. Další kapitola se zabývá s numerickými metodami, převážně s metodou konečných diferencí použitou v této práci. Pátá kapitola se zaměřuje na obecnou optimalizaci daného problému přenosu tepla. Populačně založený metaheuristický optimalizační algoritmus zvaný Genetický algoritmus je popsán. Sestavení modelu je ukázáno v šesté kapitole, stejně jako prezentace výsledků získaných z programu MATLAB. V poslední kapitole je pak diskutován závěr a doporučení. This Master’s thesis is dealing with the topic of heat exchange in a thermal energy storage unit of the type packed bed. The purpose is to describe heat transfer in a heat storage unit where hot air is flowing through that unit which is filled with stones of small diameter. This is designed in the environment of MATLAB. In the beginning, there is a brief introduction of the topic concerning heat storage and its possible use. Next, some short overview of heat transfer, types of heat transfers and thermophysical properties of the air-rock system are said. In the third chapter, the heat storage unit of type packed bed is introduced and various models and given conditions are explained. The next chapter is dealing with numerical methods, especially with the finite difference method used in this thesis. The fifth chapter is focusing on general optimization of the given heat transfer problem. A population-based metaheuristic optimization algorithm called the Genetic algorithm is described. The model setup is done in sixth chapter, as well as a presentation of results gained from MATLAB. In the last chapter, conclusions and suggestions are discussed.
Keywords: citelné teplo; genetický algoritmus; metoda konečných diferencí; packed bed; tvarová optimalizace; Ukládání tepla; zásobník tepla; design optimization; finite difference method; genetic algorithm; packed bed; sensible heat; Thermal energy storage

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/192291

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-417062


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses