|
|
Analysis of the Velocity and Pressure Fields of the Liquid Using Curvilinear Coordinates
Stejskal, Jiří ; Kozubková, Milada (referee) ; Kučera,, Radek (referee) ; Veselý, Jindřich (referee) ; Pochylý, František (advisor)
This work introduces a new method of hydraulic design of a centrifugal pump impeller. This method is based on a geometrical approach employing curvilinear coordinates that are used to formulate both the axisymmetrical flow model in a meridional shape and the final model of flow in a blade cascade taking into account the full 3D shape of the impeller blade. The solution to this model then directly provides the guidelines for shaping the impeller blade in order to suppress the secondary flows, thus increasing the impeller efficiency, which is demonstrated on a real impeller design case. The partial differential equations describing the flow in the blade cascade are numerically solved piecewise on each particular stream surface, which leads to a significant reduction of computational time.
|
|
| |
|
|
Fluid-Structure Interaction between Structural Components of Hydraulic Turbine and Fluid Flow
Havlásek, Michal ; Malenovský, Eduard (referee) ; Vimmr, Jan (referee) ; Pochylý, František (advisor)
Tato dizertační práce se zabývá dvěma případy interakce tělesa s tekutinou (FSI). První z nich se zabývá analýzou vzájemné interakce mezi rotorem čerpadla a kapalinou uvnitř těsnící spáry. Vliv těsnící spáry na dynamiku celého stoje je popsán pomocí dynamických parametrů, které jsou také označovaný jako přídavné účinky. V současnosti používané modely těsnících spár používají pro stanovení dynamických parametrů řadu zjednodušujících předpokladů. V této práci je prezentováno pět různých analýz dynamických parametrů těsnící spáry čerpadla na okysličovadlo. Každá z těchto pěti analýz používá jinou míru zjednodušení výpočetního modelu. V případě největšího zjednodušení je modelován pouze objem kapaliny uvnitř těsnící spáry. Nejkomplexnější analýza pro stanovení dynamických parametrů těsnící spáry používá pro výpočet model celého čerpadla s excentrickou polohou rotoru. Druhá část této dizertační práce definuje novou metodu pro řešení interakce kapaliny s pružným tělesem. Tato metoda využívá řešení inverzního problému kmitání. Přímý problém kmitání, který je také označován jako problém vlastních hodnot, používá jako vstupy pro řešení matice hmotnosti, tuhosti a tlumení, které jsou dohromady označovány jako koeficientové matice, na základě kterých je v nejobecnějším případě stanovena Jordanovská matice a také modální matice pravostranných a levostranných vlastních vektorů. Při řešení inverzního problému kmitání jsou stanoveny koeficientové matice na základě Jordanovské matice a modálních matic pravostranných a levostranných vlastních vektorů. Existují dva případy inverzního problému kmitání. V případě, že jsou známy všechny vstupní vlastní čísla a vlastní vektory, pak se jedná o tzv. plný problém. Naopak v případě, že alespoň 1 mód kmitání soustavy není znám, tak se jedná o tzv. částečný problém. V této práci je prezentováno 5 algoritmů pro řešení inverzního problému v kmitání. Nicméně pro každý typ inverzního problému kmitání je prezentován jeden univerzální algoritmus. Algoritmus pro řešení plných problémů byl poprvé prezentován v roce 1979 Otakarem Daňkem. Algoritmy pro řešení částečných problémů, které jsou prezentovány v této práci, jsou vůbec prvními algoritmy pro řešení tohoto typu inverzního problému kmitání. Univerzální algoritmus pro řešení částečných problémů je označován jako algoritmus pro řešení částečných problémů s volbou doplňkových vlastních hodnot. Aplikace těchto dvou univerzálních algoritmů pro řešení inverzního problému kmitání pro případ plných i částečných problémů je ukázána na řešení dvou případů interakce pružného tělesa s kapalinou.
|
|
|
Monitoring of hydraulic machines using acoustic emissions
Závorka, Dalibor ; Pochylý, František (referee) ; Habán, Vladimír (advisor)
The goal of this diploma thesis is to clarify possibilities of usage of acoustic emission as a hydraulic machinery diagnostics tool. Especially for exposing presence of ruptures or cracks in the parts of machine, assuming changes in acoustic exposure of the part during operation. This clarification is based on series of simple measured experiments, which consist of monitoring the bolt placed in fluid stream inside of a pipe. This bolt was preloaded against inner wall of pipe by appropriate tightening torque. This preload is supposed to simulate effects of the size of rupture. High preload simulates small rupture or none in object and respectively small preload is supposed to simulate big rupture. A group of pressure sensors and accelerometers measures experiments and their evaluations are processed by script created in software MATLAB. Outputs of this script are charts with effective values of respective sensors from the entire record split into individual frequency spectrums. These charts compare spectrums of each configuration to judge effects of parameters changes.
|
|
| |
|
|
Study of diaphragm pump with linear motor
Čejka, Pavel ; Uttendorfský, Petr (referee) ; Pochylý, František (advisor)
The diploma thesis is aimed at the constructional design of diaphragm pumps with a linear motor. This pump is supposed to be used in medicine for pumping the blood or as an artificial heart. The basic facts, which are focused on the function of the heart and artificial heart, are mentioned in the first parts of the thesis. The next parts describe the diaphragm pumps and the constructional ways of their diaphragm fixation. Furthermore, the basic calculations, describing the function of the pump, are derived there. The basic parameters of the pump are also calculated. The thesis also contains the description of the body pump construction, whose working room is optimized by CFD calculation before the pump is manufactured. The final part of the thesis is concentrated on the measurement evaluation of produced pump model.
|
|
|
Influence of Kármán vortices on the body in the air flow
Matějka, Jan ; Pochylý, František (referee) ; Skalka, Petr (advisor)
In master thesis there is main model object a 100 m high steel chimney located in the area of paper mill near the town of Świecie in Poland. In the past there was an accident with the failure of this particular construction. There is analyzed an effect of Kármán vortices on deformation – stress response of this chimney. The effect of Kármán vortices on the body in the air flow is considered to be cause of the accident in this case. In master thesis is investigated an opportunity to minimize these effects on body in the air flow (In this case the body is the above mentioned steel chimney). The negative effects termination (like for example minimalization of range of excitation frequencies or minimalization of drag forces acting on the chimney) is carried out by use of aerodynamic protection shell.
|
|
|
The pump for the transport of fluids from great depths
Dobrovolný, Martin ; Haluza, Miloslav (referee) ; Pochylý, František (advisor)
In this Bachelor's thesis are included the basic information about dividing pumps. The division of the pumps is carried out according to standard ČSN 11 0000 and according to the specific speed of the pumps. There is a description of conventional designs of vertical hydrodynamic pumps and their use. The advantages and disadvantages of pumps used in boreholes are evaluated. The last chapter describes the construction of new hybrid pumping system. Also its advantages over existing pumps are described as well as its potential future use.
|
|
|
Modification of Navier_Stokes equations asuming the quasi-potential flow
Navrátil, Dušan ; Pochylý, František (referee) ; Fialová, Simona (advisor)
The master's thesis deals with Navier-Stokes equations in curvilinear coordinates and their solution for quasi-potential flow. The emphasis is on detailed description of curvilinear space and its expression using Bézier curves, Bézier surfaces and Bézier bodies. Further, fundamental concepts of hydromechanics are defined, including potential and quasi-potential flow. Cauchy equations are derived as a result of the law of momentum conservation and continuity equation is derived as a result of principle of mass conservation. Navier-Stokes equations are then derived as a special case of Cauchy equations using Cauchy stress tensor of Newtonian compressible fluid. Further transformation into curvilinear coordinates is accomplished through differential operators in curvilinear coordinates and by using curvature vector of space curve. In the last section we use results from previous chapters to solve boundary value problem of quasi-potential flow, which was solved by finite difference method using Matlab environment.
|
|
|
Destratification of Reservoirs
Sluše, Jan ; Kozubková, Milada (referee) ; Šulc, Jan (referee) ; Pochylý, František (advisor)
This doctoral thesis is focused on design of new equipment for aeration of water surface with low depth of water column. Aeration is one of ecological preventive methods to prevent growth of cyanobacteria. Increase of dissolved oxygen content in water mass leads to support of the growth of organisms which are disadvantaged by impossibility of movement in water mass and thus also to support biodiversity. Given biodiversity has a positive effect on water quality because it avoids the outbreak of one species of aquatic organism, in particular of cyanobacteria. Designed aeration equipment uses membrane formed by hollow fibre to transport oxygen into the water. When aeration dissolution of oxygen occurs directly on the membrane surface which prevents air leak in the form of bubbles. This type of aeration has low operating costs and high efficiency of input of the oxygen into the water. Distribution in the aquatic environment is ensured by special boat. This boat is moving on the water surface and the technology is installed on the upper deck. The aeration is carried out by an aeration module situated in the water. The movement of the boat is partially ensured by autonomous control.
|
guest ::
