|
|
Vývoj metodiky pro vyhodnocení nutnosti plášťových kompenzátorů u trubkových kondenzátorů
Pernica, Marek ; Reppich, Marcus (oponent) ; Vincour, Dušan (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá pevnostní analýzou kondenzátoru páry se svazkem trubek v plášti, s pevnými trubkovnicemi, který je osazen kompenzátorem délkových dilatací na plášti. Hlavním cílem této práce je na základě tepelně-hydraulických a pevnostních výpočtů vyvinout metodiku pro vyhodnocení nutnosti použití kompenzátoru délkových dilatací na plášti trubkového kondenzátoru, při zachování bezpečnosti a spolehlivosti zařízení během provozu. Průmyslový kondenzátor, který je v práci předmětem výzkumu, je v provozu použit jako pojistný, proto je v práci zvláštní pozornost kladena na proces najíždění kondenzátoru na provozní stav. Proces najíždění kondenzátoru je v práci zkoumán pomocí série tranzientních pevnostních i teplotních úloh, které byly vykonány jak pomocí specializovaných nástrojů, tak za pomoci analytických výpočtů. V práci je také podrobně zkoumána problematika pevnostního výpočtu pláště, trubek a trubkovnice kondenzátorů se svazkem trubek v plášti podle normy ČSN EN 13445 se zvláštním zaměřením na vliv teplotního působení médií proudících v pracovních prostorech kondenzátoru na jeho konstrukci. Na základě provedených výpočtů je potom navržena metodika pro vyhodnocení nutnosti plášťových kompenzátorů u trubkových kondenzátorů.
|
|
|
Návrh vybraných strojně technologických zařízení ČOV se zaměřením na zlepšení hydraulických účinností
Zejda, Vojtěch ; Reppich, Marcus (oponent) ; Jegla, Zdeněk (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Proces čištění odpadních vod má zásadní vliv na kvalitu životního prostředí a představuje také potenciální alternativní zdroj potřebných a nedostatkových surovin, především fosforu. Výzkum technologie pro čištění odpadní vody je stále aktuálnější téma a přináší mnoho inovativních poznatků, které by měly být postupně implementovány do stávajících provozů. To však obnáší zvýšené investiční a často i provozní výdaje. Právě z tohoto důvodu se nyní stupňuje tlak na revizi energetické náročnosti a hydraulické účinnosti instalovaného strojně technologického zařízení, neboť správná optimalizace jejich provozních parametrů přináší významné úspory, které lze využít pro další investice. V této práci je řešena problematika správného hodnocení instalovaného strojně-technologického zařízení, která souvisí s obtížným výběrem dotčených parametrů a adekvátního posouzení jejich významu. Technologie čištění odpadní vody je značně specifická pro různorodost skladby strojně-technologických zařízení a sledování nesprávných parametrů může vést k mylnému hodnocení účinnosti jednotlivých zařízení a nevhodným návrhům jejich inovací. Pro eliminaci těchto rizik je v práci navržen analytický postup pro výběr a hodnocení parametrů, jehož použití je demonstrováno na šesti strojně-technologických zařízení. Pro ověření závěrů plynoucích z navrhovaného postupu byl proveden modelový návrh zařízení, na kterém byl posuzován vliv jednotlivých parametrů. Díky dostupným datům mohl být navržený postup validován a zpřesněn. Potřebná data pro provedení návrhu byla zajištěna experimentálním výzkumem a rozsáhlým testováním ve zkušebnách. Získané výsledky potvrdily přínos i praktickou použitelnost navrženého postupu.
|
|
|
Integrované řešení jednotky „waste gas-to-energy“
Freisleben, Vít ; Buzík, Jiří (oponent) ; Reppich, Marcus (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Jednotky pro energetické využití plynných odpadů – anglicky „Waste Gas-to-Energy“ (WGtE) – umožňují jejich termické zpracování a současně energetické využití. Provoz jednotek WGtE je však spojen s velkou spotřebou externího paliva a produkované spaliny vyžadují aplikaci technologie čištění spalin. Tato dizertační práce prezentuje výsledky doktorského studia zaměřeného na téma integrovaného řešení jednotky WGtE, což je účinný přístup pro dosažení úspor spotřeby externího paliva při minimalizaci investičních nákladů. Nejprve je zde představena vyvinutá analytická metoda pro návrh technologických úprav existujících jednotek WGtE zpracovávajících odpadní plyny za účelem dosažení jejich hospodárného a více ekologického provozu. Pozornost je věnována především popisu vytvořených matematických vztahů a grafických nástrojů, které mohou být využity odbornou veřejností, zejména provozovateli jednotek WGtE. Pro další snížení negativního vlivu těchto provozů na životní prostředí je druhou oblastí řešenou v dizertační práci vývoj zařízení na čištění spalin redukcí koncentrace oxidů dusíku. Vedle technologické koncepce a konstrukčního provedení tohoto zařízení jsou zde prezentovány výsledky experimentální činnosti v laboratorních i průmyslových podmínkách, kde byl potvrzen velký potenciál využití těchto zařízení jak v jednotkách WGtE, tak v celé řadě dalších průmyslových spalovacích zařízení.
|
|
|
Výpočtové modelování distribuce toku pracovních látek v procesních zařízeních
Babička Fialová, Dominika ; Reppich, Marcus (oponent) ; Buzík, Jiří (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Nerovnoměrná distribuce toku látek je stav, při němž vzniklé lokální teplotní či rychlostní extrémy mohou významně ovlivnit provoz zařízení. Přesto se současná průmyslová praxe věnuje predikci distribuce toku látek jen velmi omezeně, především v rámci analýzy příčin provozních potíží zařízení a v oblasti detailních numerických analýz finálních návrhů. Naopak v oblasti úvodního návrhu zařízení je tato problematika silně zanedbána, což negativně ovlivňuje spolehlivost výsledného zařízení. Dizertační práce proto představuje vyvíjený kompozitní modelovací systém, který umožňuje systematicky a efektivně zahrnout predikci distribuce toku látek do výpočetních postupů se zaměřením na zařízení pracující v konvekčním režimu přenosu tepla a bez změny fáze pracovních látek. Navržený kompozitní modelovací systém zasahuje do tradičních výpočtových postupů ve dvou úrovních -- v rámci stanovení nerovnoměrné distribuce toku pracovních látek a jejího následného dopadu na přenos tepla v zařízení. V rozsáhlé rešerši dostupných výpočtových metod a přístupů, které slouží k predikci a analýze proudění a distribuce tepla v konvekčních výměnících, jsou diskutovány jejich možnosti a omezení. V návaznosti na tento rozbor jsou detailně analyzovány vybrané separátní modely. Nerovnoměrnost distribuce toku média v trubkovém prostoru zařízení se standardními válcovými komorami je stanovena pomocí diferenciálního 1D modelu. V zařízení, jehož komory mají nekonstantní průtočný průřez, je distribuce toku látky predikována diskrétním (algebraickým) 1D modelem. Za předpokladu, že je požadováno zohlednit vliv nerovnoměrného toku látky v mezitrubkovém prostoru výměníku a zároveň nejsou k dispozici naměřená data, využívá kompozitní modelovací systém data ze zobecněného CFD modelu simulujícího tok tekutiny v širokých kanálech. Informace o distribuci pracovních látek pak využívá adaptovaný maticový model pro 2D analýzu přenosu tepla v zařízení. Dále jsou v práci prezentovány provedené modifikace použitých výpočtových metod. Přesnost a aplikovatelnost vyvíjených modelů je ilustrována na vybraných průmyslových úlohách. Další oblastí výzkumu, která je v práci popsána, je úprava toku prostřednictvím modifikace tvaru distribuční komory, konkrétně lineární změny výšky distributoru. Zvláště u geometrie s optimalizovanou modifikací bylo dosaženo velmi dobrých výsledků, a to zlepšení distribuce toku média o 7 %. Představený kompozitní modelovací systém umožňuje rychle a přesně identifikovat slabá místa klasického návrhu procesního zařízení. Použité metody, které doplňují tradiční tepelně-hydraulické výpočty trubkových výměníků tepla s křížovým tokem, jsou výpočetně nenáročné, a jak ukázalo srovnání s komerčním softwarem, jsou zároveň i dostatečně přesné. V závěru práce je nastíněno další směřování vývoje kompozitního modelovacího systému jako součásti uceleného rámce tzv. low-cost modelování spalovacích zařízení pro procesní průmysl.
|
|
|
Vývoj metodiky pro vyhodnocení nutnosti plášťových kompenzátorů u trubkových kondenzátorů
Pernica, Marek ; Reppich, Marcus (oponent) ; Vincour, Dušan (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato dizertační práce se zabývá pevnostní analýzou kondenzátoru páry se svazkem trubek v plášti, s pevnými trubkovnicemi, který je osazen kompenzátorem délkových dilatací na plášti. Hlavním cílem této práce je na základě tepelně-hydraulických a pevnostních výpočtů vyvinout metodiku pro vyhodnocení nutnosti použití kompenzátoru délkových dilatací na plášti trubkového kondenzátoru, při zachování bezpečnosti a spolehlivosti zařízení během provozu. Průmyslový kondenzátor, který je v práci předmětem výzkumu, je v provozu použit jako pojistný, proto je v práci zvláštní pozornost kladena na proces najíždění kondenzátoru na provozní stav. Proces najíždění kondenzátoru je v práci zkoumán pomocí série tranzientních pevnostních i teplotních úloh, které byly vykonány jak pomocí specializovaných nástrojů, tak za pomoci analytických výpočtů. V práci je také podrobně zkoumána problematika pevnostního výpočtu pláště, trubek a trubkovnice kondenzátorů se svazkem trubek v plášti podle normy ČSN EN 13445 se zvláštním zaměřením na vliv teplotního působení médií proudících v pracovních prostorech kondenzátoru na jeho konstrukci. Na základě provedených výpočtů je potom navržena metodika pro vyhodnocení nutnosti plášťových kompenzátorů u trubkových kondenzátorů.
|
|
|
Návrh vybraných strojně technologických zařízení ČOV se zaměřením na zlepšení hydraulických účinností
Zejda, Vojtěch ; Reppich, Marcus (oponent) ; Jegla, Zdeněk (oponent) ; Máša, Vítězslav (vedoucí práce)
Proces čištění odpadních vod má zásadní vliv na kvalitu životního prostředí a představuje také potenciální alternativní zdroj potřebných a nedostatkových surovin, především fosforu. Výzkum technologie pro čištění odpadní vody je stále aktuálnější téma a přináší mnoho inovativních poznatků, které by měly být postupně implementovány do stávajících provozů. To však obnáší zvýšené investiční a často i provozní výdaje. Právě z tohoto důvodu se nyní stupňuje tlak na revizi energetické náročnosti a hydraulické účinnosti instalovaného strojně technologického zařízení, neboť správná optimalizace jejich provozních parametrů přináší významné úspory, které lze využít pro další investice. V této práci je řešena problematika správného hodnocení instalovaného strojně-technologického zařízení, která souvisí s obtížným výběrem dotčených parametrů a adekvátního posouzení jejich významu. Technologie čištění odpadní vody je značně specifická pro různorodost skladby strojně-technologických zařízení a sledování nesprávných parametrů může vést k mylnému hodnocení účinnosti jednotlivých zařízení a nevhodným návrhům jejich inovací. Pro eliminaci těchto rizik je v práci navržen analytický postup pro výběr a hodnocení parametrů, jehož použití je demonstrováno na šesti strojně-technologických zařízení. Pro ověření závěrů plynoucích z navrhovaného postupu byl proveden modelový návrh zařízení, na kterém byl posuzován vliv jednotlivých parametrů. Díky dostupným datům mohl být navržený postup validován a zpřesněn. Potřebná data pro provedení návrhu byla zajištěna experimentálním výzkumem a rozsáhlým testováním ve zkušebnách. Získané výsledky potvrdily přínos i praktickou použitelnost navrženého postupu.
|
host ::
RSS.