|
|
Konstrukční řešení teplosměnné plochy a její zanášení u výměníků z dutých plastových vláken
Bokišová, Lenka ; Dohnal, Mirko (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce zkoumá možnost využití dutých vláken z polymerů ke konstrukci nových typů výměníků. První část uvádí do problematiky tepelných výměníků a polymerů jako materiálů vhodných pro vytvoření teplosměnných ploch. Dále je nastíněn potenciál dutých mikrovláken malých průměrů, včetně výhod, omezení a návrhů na zlepšení. Významná část byla věnována literární rešerši způsobu fixace a separace vláken v prostoru a rešerši zanášení a čistění výměníků. Zpracován je přehled konstrukčních řešení ploch, která zabraňují shlukování vláken. Uvedeny jsou metody řešení, které jsou připraveny k proměření v Laboratoři proudění a přenosu tepla, včetně rozboru možnosti využití „nakadeřených“ vláken. Další část prezentuje výpočetní postupy pro modely tepelných výměníků typu voda – voda a voda – vzduch a diskutuje vliv snižování průměru trubiček, rychlosti proudění a dalších parametrů na tepelné charakteristiky. Vztahy pro přenos tepla a proudění pro klasické výměníky řádově větších rozměrů je možno použít téměř beze změny. Diskutován je také vliv rozložení vláken a jejich vzdálenosti na přenos tepla.
|
|
|
Návrh experimentu pro řešení inverzní úlohy vedení tepla
Horák, Aleš ; Pavliska,, Martin (oponent) ; Štětina, Josef (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
V této práci je komplexně studována inverzní úloha vedení tepla s důrazem na optimální návrh experimentu. V technické praxi se vyskytuje mnoho aplikací, v nichž jsou nebo mohou být inverzní úlohy použity. Jedná se především o metalurgické procesy v průmyslu jako je chlazení při kontinuálním odlévání ocelí, hydraulické odkujování či válcování za tepla. Inverzní úlohy se obecně využívají ke zjišťování okrajových podmínek diferenciálních rovnic a ve výše zmíněné problematice slouží ke stanovování součinitele přestupu tepla (HTC – Heat transfer coefficient). Znalost přibližného numerického řešení přesné hodnoty okrajové podmínky je v dnešní době pro mnoho aplikací klíčové, např. umožňuje navrhnout vhodné chlazení válcovacích stolic s důrazem na požadované vlastnosti a kvalitu finálního produktu. V práci je pro řešení inverzní úlohy použit Beckův sekvenční algoritmus v kombinaci s optimalizačními metodami na vybrané problémy z výše zmíněných oblastí. Vzhledem ke specifickým požadavkům a vysokým nárokům na přesnost měření bylo v rámci této práce navrženo a postaveno speciální experimentální zařízení pro zjišťování intenzity přenosu tepla. Experimentální zařízení bylo vybaveno čtyřmi typy různých teplotních senzorů, jež slouží v Laboratoři přenosu tepla a proudění (LPTaP) na různých již existujících experimentálních zařízeních. První typ senzoru slouží k provádění experimentů simulujících chlazení při kontinuálním lití. Druhý senzor je určen pro experimenty spojené s chlazením válcovací stolice a třetí senzor pak pro chlazení rychle se pohybujícího válcovaného tělesa. Poslední senzor je upravenou verzí prvního typu, ovšem s termočlánkem umístěným rovnoběžně s chlazeným povrchem. V experimentální části byla provedena série měření pro zjištění HTC pro různé typy chladiv, chladících směsí a ostřikových parametrů. Zjištěné výsledky, které byly porovnány s dostupnými publikacemi, výrazně rozšiřují znalosti o účinnosti běžně používaných průmyslových chladiv. V druhé časti této práce byly prováděny numerické simulace chování senzorů. Konkrétně byly připraveny detailní modely uvažující jejich vnitřní geometrickou strukturu a rozdílné materiálové vlastnosti. Simulace byly prováděny s dlouhým a krátkým časovým pulzem HTC, dále pak s vlivem šumu v datech a sníženou přesností měřícího termočlánku. Cílem této práce byl optimální návrh experimentu pro řešení inverzní úlohy vedení tepla, jehož výstupem jsou účinnosti chlazení (tzn. zjistit velikost HTC). Experimenty zahrnovaly širokou škálu chladiv (voda, olej, emulze, atd.) v závislosti na celé řadě parametrů (např. tlak, průtok chladiva). Důležitým parametrem byla též koncentrace rozpuštěných olejů v chladící emulzi. Druhým cílem bylo podrobné vyhodnocení výše popsaných senzorů, jejich přesnosti a použitelnosti při praktických experimentech.
|
|
|
Polymeric Hollow Fiber Heat Exchanger Design
Astrouski, Ilya ; Dohnal, Mirko (oponent) ; Horák, Aleš (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
This Ph.D. thesis is focused on theory and experimental investigations developing of new knowledge about polymeric hollow fiber heat exchanger (PHFHE). The state-of-the-art study of plastic heat exchangers shows that their usage is limited by several niches where their advantages significantly dominates, or where the use of non-plastic competitors is not impossible. On the other hand, plastic heat exchangers (and PHFHEs in particular) are devices of increasing interest. It is shown that use of small tubes (fibers) allows PHFHEs to be more competitive than conventional plastic heat exchangers. Small hydraulic diameter of a fiber causes high heat transfer coefficients, reduces thermal resistance of plastic wall and allows it to create light and compact design. Detailed study of fluid flow and heat transfer inside the hollow fiber showed that conventional approaches for single-phase laminar flow can be utilized. Poiseuille number equal to 64 and Nussel number about 4 are recommended to be used to predict pressure drops and heat transfer coefficient, respectively. Additional attention should be paid to careful determination of fiber diameter and liquid properties (viscosity). Scaling effects, such as axial heat conduction, thermal entrance region and viscous dissipation can be neglected. The study of outside heat transfer showed that heat transfer on fiber bunches are intense and are competitive to contemporary compact finned-tube heat exchangers. The Grimson approach showed clear correlation with experimental results and, thus is recommended to predict heat transfer coefficients on fiber bunches. Two types of fouling (particulate- and biofouling) of outer fiber surface were experimentally studied. It was found that particulate fouling by titanium oxide particles is not intense and deposits can be removed relatively easy. However, fouling is much more intense when it is associated with biofouling caused by wastewater. In this case, smooth and low-adhesive surface of plastic is not sufficient precaution to prevent deposit formation.
|
|
|
Vývoj metod in-line tepelného zpracování
Hnízdil, Milan ; Štětina, Josef (oponent) ; Pospíchal, Miroslav (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
In-line tepelné zpracování oceli je součástí technologického procesu, který využívá fázových a strukturních přeměn k dosažení požadovaných mechanických vlastností. Tepelné zpracování vývalků nabízí, jak snížení nákladů na výrobu ocelových profilů (částečné nahrazení legování), tak i možnost výroby nových druhů ocelí. Například v automobilovém průmyslu jsou neustále vyšší nároky na bezpečnost pasažérů a výrazným způsobem k této bezpečnosti přispívá používání moderních ocelí. Jednou z nich je ocel nazývaná TRIP, při její výrobě se využívá právě tepelného zpracování. V literatuře je tepelné zpracování popisováno velmi často, avšak autoři se ve většině případů zabývají tím, jakým teplotním režimem musí daná ocel projít, aby bylo dosaženo požadovaných mechanických vlastností. Ovšem jen malá hrstka příspěvků se zabývá tím, jak tyto teplotní režimy technicky zajistit a dodržet, a které parametry chlazení je potřeba uvažovat při návrhu chladicích sekcí. V této práci byl, experimentálním způsobem, zkoumán vliv osmi parametrů na výslednou intenzitu chlazení (hodnotu součinitele přestupu tepla). Byly to: gravitace (orientace chlazeného povrchu), tlak chladiva, množství chladiva dopadajícího na povrch (průtok), rychlost pojezdu (válcování), konfigurace trysek, typ trysky (kuželové, ploché), teplota chladiva a kvalita povrchu (přítomnost oxidů a různá drsnost povrchu). Všechny tyto zmíněné parametry ovlivňují velikost součinitele přestupu tepla. Na základě získaných znalostí v rámci této práce byl vytvořen návrh chladicí sekce, tak aby chlazení dodrželo požadované teplotní režimy.
|
|
|
Vývoj a testovaní malého kotlového výměníků z PEEK materiálu
Anisimov, Valerii ; Raudenský, Miroslav (oponent) ; Astrouski, Ilya (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se věnuje návrhu tepelného výměníku typu svazek trubek v plášti z polyether ether ketonu. Úvodní část práce seznamuje se základní informací o PEEK, tepelných výměnících a mechanizmech přenosu tepla. Praktická část obsahuje kompletní návrh. Bylo zvoleno konstrukční řešení s přepážkami. Ve výpočtech byly stanoveny tepelné vlastnosti výměníku pomocí metod Bell-Delaware a -NTU. Výměník byl následně výroben a otestován. Naměřené hodnoty pak byly porovnány s výsledky výpočtů.
|
|
|
Design of a fleet of single-pilot airplanes used for air taxi around Europe
Klačan, Matej ; Raudenský, Miroslav (oponent) ; Imriš, Pavel (vedoucí práce)
The aim of this thesis is to provide a comprehensive overview and analysis of the issue for entrepreneurs who are interested in starting a business in private air transport within Europe with a fleet of single-pilot aircraft. By examining the latest trends and developments in the European market in this sector, the thesis offers valuable insights into current preferences and can serve as a basis for predictions. The study includes a thorough market analysis of currently produced single-pilot airplanes suitable for commercial transport in Europe. In addition, the work examines the current demand for private air transport in Europe, using market research to identify potential opportunities and challenges. In addition, after considering financial aspects, and analysis of fixed and variable costs, this work provides entrepreneurs with a rough estimate of the financial investment required to start and maintain their business.
|
|
|
Vývoj a testovaní malého kotlového výměníků z PEEK materiálu
Anisimov, Valerii ; Raudenský, Miroslav (oponent) ; Astrouski, Ilya (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se věnuje návrhu tepelného výměníku typu svazek trubek v plášti z polyether ether ketonu. Úvodní část práce seznamuje se základní informací o PEEK, tepelných výměnících a mechanizmech přenosu tepla. Praktická část obsahuje kompletní návrh. Bylo zvoleno konstrukční řešení s přepážkami. Ve výpočtech byly stanoveny tepelné vlastnosti výměníku pomocí metod Bell-Delaware a -NTU. Výměník byl následně výroben a otestován. Naměřené hodnoty pak byly porovnány s výsledky výpočtů.
|
|
|
Planning of optimal VFR routes from the Czech Republic to the Republic of Croatia
Klačan, Matej ; Raudenský, Miroslav (oponent) ; Sklenář, Filip (vedoucí práce)
The aim of this bachelor thesis is to create a detailed ground preparation of three different VFR flights from Czech Republic to the Republic of Croatia for a full occupied Cessna 172SP. The first reserch part is general introduction to the issue and acquaintance with the aircraft and its equipment. Special emphasis is placed on the fact that all planed flights are in accordance with aviation legislation, which is dealt with in the second part of the research part of the thesis work. The practical part of the thesis work deals with the issue of ground preparation itself, with the fact that it deals in more detail with navigation preparation of individual flights. Finally, the financial demands for our flights are given.
|
|
|
Optimization of Heat Transfer Surfaces of Heat Exchangers
Bartuli, Erik ; Dohnal, Mirko (oponent) ; Vinogradov, Andrey Vladimirovich (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
The thesis focuses on metal and plastic heat exchangers. The main object of the research is the optimization of heat transfer surfaces for increase of heat transfer characteristics of heat exchangers. A computer modeling via ANSYS and experimental research were used for this purpose. A cross-wiring technology for plastic hollow fiber heat exchangers (PHFHE) producing was developed based on modeling and experimental results. An experimental setup used for pressure tanks winding was modified for PHFHE mass production. Heat exchangers for air condition systems were also considered in this work. Example of twisted hollow fiber heat exchanger use in such systems is presented. Influence of thermal cycling test to heat transfer performance of common metal fin-type heat exchanger was also studied.
|
|
|
Pokročilé metody pro inverzní úlohy vedení tepla
Komínek, Jan ; Čarnogurská, Mária (oponent) ; Hajduk,, Daniel (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
Numerické simulace tepelných procesů jsou založeny na znalosti geometrie, materiálových vlastností, počátečních a okrajových podmínek. Masivnímu používání těchto simulací v hutním průmyslu (například pro simulaci tepelného zpracování oceli) brání neznámost přesných okrajových podmínek, které na rozdíl od ostatních vstupních parametrů obvykle není snadné určit. Protože pro většinu netriviálních procesů neexistují dostatečně přesné empirické vztahy, je nutné okrajové podmínky získávat experimentální cestou. Okrajové podmínky nejde měřit přímo. Proto jsou místo nich zaznamenávány podpovrchové teploty, které jsou pomocí inverzní úlohy vedení tepla přepočítány na hledané okrajové podmínky. Tato dizertační práce se zaměřuje na dva typy inverzních úloh, které jsou stávajícími metodami špatně řešitelné. Prvním typem jsou úlohy, ve kterých dochází k prudkým (téměř skokovým) nárůstům/poklesům hodnoty okrajové podmínky. Pro tento typ úloh jsou v práci navrženy a srovnávány dva nové přístupy. Druhým typem úlohy je nestacionárně nehomogenní chlazení. Pro tento případ jsou vyvinuty tři nové metody, které jsou aplikovány na případ vodního chlazení svislého povrchu hliníkového vzorku. Základní vlastností popisovaného případu je nehomogenita chlazení. Část povrchu je intenzivně chlazena stékající vodou na rozdíl od druhé části povrchu, který je chlazen jen s malou intenzitou, protože je od přímého kontaktu s vodou chráněn parní vrstvou (Leidenfrostův efekt). Rozložení těchto dvou částí je navíc nestacionární (v průběhu experimentu se mění). Nově vyvinuté metody jsou vzájemně porovnávány.
|
host ::
RSS.