|
|
Fatigue of selected water turbine components based on operating conditions
Androvič, Dominik ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
This diploma thesis deals with the determination of the service life of the journal bushings of the rotary bearing of the Kaplan turbine rotor blades. Due to the change in the way turbines are operated in recent years, a reduction in the service life of the journal bushings has been observed. The work aimed to create a model that would capture the effect of the turbine's operating mode on the service life of the sliding bushings. To simulate the behavior of the rotary bearing, the task was divided into hydraulic and mechanical parts. The hydraulic load of the Kaplan turbine blade was solved on a simplified model represented by a separate aerodynamic profile using CFD calculation. The mechanical part of the model was made up of a rotary pin mounted in journal bushings. The load of the bearing was derived from the CFD calculation and the FEM method with a contact task was used for the calculation. The basic service life of the selected type of journal bushings was derived from the foundation of an empirical relationship and contact pressures derived from the mechanical part of the model. Based on available experimental studies, our effort was to assess the influence of regulation by microdisplacements on the service life of the selected type of journal bushings or to correct the basic calculated service life.
|
|
|
Návrh hydraulického systému pro dálkovou přepravu vody
Dobrovolný, Martin ; Kozubková, Milada (oponent) ; Veselý, Jindřich (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
Dizertační práce se zabývá přepravou vody na větší vzdálenosti pomocí sériového uspořádání axiálních čerpadel. Konkrétně je zde analyzován vyrobený prototyp axiálního čerpadla. Konstrukčně je čerpadlo řešeno specifickým způsobem, a to tak, že do dutého rotoru elektromotoru je vlisováno axiální oběžné kolo. Z toho vyplývají určité výhody v porovnání s~běžnými čerpadly a čerpacími stanicemi. Jako příklad těchto výhod lze uvést kompaktní tvar a malé zatížení potrubní stěny tlakem od kapaliny, díky čemuž je možné použít i pružné potrubí. Zároveň je tímto konstrukčním řešením určena i hlavní nevýhoda. Problematické je především těsnění relativně velkého rotujícího průměru vzhledem k hydraulickému výkonu čerpadla u analyzovaného prototypu. Proto je významná část práce věnována čerpadlovým ucpávkám. V rámci dizertační práce byl navržen specifický tvar drážkování čelní uhlíkové ucpávky. Ucpávka samotná byla vyrobena a odzkoušena. V průběhu prací se také prokázalo, že původní hydraulický návrh čerpadla je nevhodný. Proto bylo nezbytné provést nový návrh oběžného kola a rozvaděče.
|
|
|
Modelování tlakových pulsací v kapalině s vlivem druhé viskozity
Dzjamko, Vladislav ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Práce má za cíl stanovit hodnotu rychlosti zvuku a druhé dynamické viskozity tekutiny s využitím numerické optimalizace analytického modelu. Teoreticky lze rychlost zvuku a druhou viskozitu stanovit ze tří naměřených tlakových průběhů v čase po délce trubice, rychlost zvuku se přitom dohledává pro určení správnosti výsledku. Práce je rozdělena do sedmi navazujících kapitol. První dvě definují veškeré potřebné pojmy a použitý 1D analytický model. Následující kapitoly se věnují návrhu experimentu, vyhodnocení dat a numerické optimalizaci hledaných parametrů ve frekvenční doméně. Rozsah měřených frekvencí se pohyboval v intervalu 1 kHz až 20,59 kHz. V práci je využita Einsteinova konvence. Všechny grafy spojené s analytickým modelem a vyhodnocením výsledků jsou vytvořené v programu Matlab. Pro vyhodnocení rychlosti zvuku a druhé dynamické viskozity jsou využity optimalizační funkce fminsearch a lsqnonlin, funkce fminsearch však velikost druhé viskozity nadhodnocuje. Součástí práce je výpočet úlohy pomocí programu Ansys a následné porovnání všech výsledků.
|
|
|
Membránové čerpadlo
Veselý, Přemysl ; Dobšáková, Lenka (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
Ústředním cílem této práce je analyzovat výkon membránového čerpadla tak, aby byl schopen provozu za daných podmínek, který v této chvíli nesplňuje. V první části práce byla vytvořena základní rešerše o membránových čerpadlech a o jejich jednoduchém rozdělení, zařazení do objemových čerpadel a historie jejich vývoje. V následující kapitole byla popsána podrobně jejich konstrukce a význam každého dílu stroje. Dále zde bylo provedeno několik základních CFD výpočtů s cílem lokalizovat místa největších hydraulických ztrát. Tyto analytické výpočty byly následně porovnány s praktickými experimenty, z čehož byl vyvozen závěr. V dalším bodě bylo na základě těchto skutečností provedeno několik konstrukčních úprav s cílem pokusit se zlepšit výkon celé soustavy. Poté byla tato konstrukční opatření ještě prozkoumána a vyhodnocena
|
|
|
Studie pístového čerpadla s lineárním motorem
Machát, Pavel ; Habán, Vladimír (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je zaměřena na konstrukční návrh pístového čerpadla s lineárním motorem, které je použitelné zejména v lékařství k čerpání krve. Teoretická část obsahuje rozdělení čerpadel, popis mimotělního oběhu a historii umělého srdce. Jsou zde odvozeny základní výpočetní vztahy popisující chování čerpadla. Součástí jsou také návrhy konstrukcí čerpadel, které se liší velikostí, tvarem a použitelností. Následuje návrh zpětných ventilů a jejich výpočet pomocí CFD.
|
|
|
Optimalizace vířivého čerpadla
Šmíd, Pavel ; Bílek, Martin (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
Cílen práce je provést optimalizaci vířivého čerpadla. Toto čerpadlo by mělo najít uplatnění ve zdravotnictví jako náhrada lidského srdce pro mimotělní oběh. Dále se budeme zabývat analýzou smykových napětí v čerpadle a jeho velikostí a zvážíme i použití nesmáčivých povrchů za účelem snížení hodnot smykových napětí. Všechny naše analýzy budou provedeny na základě CFD výpočtů.
|
|
|
Analýza rychlostních a tlakových polí kapaliny, využitím křivočarých souřadnic
Stejskal, Jiří ; Kozubková, Milada (oponent) ; Kučera,, Radek (oponent) ; Veselý, Jindřich (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
Tato práce představuje zcela novou metodu návrhu hydraulického tvaru lopatek odstředivého čerpadla. Metoda je založena na geometrickém přístupu vycházejícím z křivočarých souřadnic, ve kterých je formulován jak model proudění v bezlopatkovém prostoru meridiálního řezu, tak finální model proudění v oběžném kole, který bere v úvahu kompletní 3D tvar lopatky. Řešení tohoto modelu pak přímo poskytuje vodítko pro tvarování lopatky oběžného kola, které vede k potlačení sekundárního proudění a tím pádem ke zvýšení jeho účinnosti, což je demonstrováno na konkrétním návrhovém příkladu. Parciální diferenciální rovnice popisující proudění v oběžném kole čerpadla se řeší numericky po jednotlivých proudoplochách, což navíc vede k významné úspoře výpočetního času.
|
|
| |
|
|
Fluid-Structure Interaction between Structural Components of Hydraulic Turbine and Fluid Flow
Havlásek, Michal ; Malenovský, Eduard (oponent) ; Vimmr, Jan (oponent) ; Pochylý, František (vedoucí práce)
This doctoral thesis deals with two cases of fluid-structure interaction (FSI). The concern of the first part is to investigate the mutual interaction between the rotor of rotating machinery and fluid within the annular seals. The effect of the annular seals on the dynamic behaviour of the whole machine is described by the rotordynamic coefficients. The current models for the determination of the rotordynamic coefficients of the annular seal use many simplifications. This thesis presents five different analyses of rotordynamic coefficients of the plain annular seal of the oxidizer pump. Each of those five analyses uses a different level of simplification. The most simple analysis models only the volume of fluid within the annular seal. And the most sophisticated analysis models fluid flow within the entire pump with the eccentric rotor. The second part of this thesis defines a new method for the solution of interaction between the fluid and flexible body. This method is based on the solution of the inverse vibration problem. The direct vibration problem, which is as well known as the eigenvalue problem, uses the mass, damping and stiffness matrices, which are collectively called ''the structural matrices'', and determines in the most general case the Jordan matrix and modal matrices of right and left eigenvectors. The inverse vibration problem is used for the definition of the structural matrices based on the Jordan matrix and modal matrices of right and left eigenvectors. The inverse vibration problems can be divided into two types. If all eigenvalues and eigenvectors are known, then it is called the full problem. On contrary, if at least one mode of vibration is unknown, then it is called the partial problem. Five algorithms for the solution of the inverse vibration problem are defined in this thesis. However, two of these five algorithms are versatile, each one for one type of inverse vibration problem. The algorithm for the solution of the full problems was presented in 1979 by Otakar Daněk. The algorithms for the solution of the partial problem, which are presented in this thesis, are the very first algorithms for the solution of this type of inverse vibration problem. And the versatile algorithm for partial problems is called the algorithm for the partial problems with the selection of additional eigenvalues. The application of these two algorithms for the solution of the inverse vibration problem for the full problems and the partial problems are demonstrated on the solution of two cases of interaction between the fluid and flexible body.
|
|
|
Využití akustické emise při sledování hydraulických strojů
Závorka, Dalibor ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je objasnit moţnosti vyuţití akustické emise jako diagnostického nástroje pro pouţití u hydraulických strojů. Zejména při odhalování výskytu trhlin v součástech stroje, a to za předpokladu změny v akustickém projevu části za provozu. Toto objasnění je postaveno na sérii jednoduchých měřených experimentů, které jsou zaloţeny na sledování projevu šroubu umístěného do proudu kapaliny v trubici, přičemţ je dotaţen vůči vnitřní stěně potrubí patřičným utahovacím momentem. Tímto předepnutím je simulována trhlina v tělese. Velké předepnutí má simulovat malou nebo ţádnou trhlinu, a naopak malé, nebo ţádné předepnutí představuje trhlinu velkou. Experimenty jsou měřeny pomocí skupiny snímačů tlaku a zrychlení a jejich vyhodnocení je provedeno pomocí programu vytvořeného v softwaru MATLAB. Výstupy programu jsou grafy efektivních hodnot z celého záznamu měření rozdělené na jednotlivé frekvence spektra a grafy poměrných vzrůstů. Tyto grafy porovnávají spektra jednotlivých konfigurací pro posouzení projevu změn jednotlivých parametrů.
|
host ::
RSS.