|
|
Zbytková životnost pecí v petrochemickém průmyslu
Horsák, Libor ; Vincour, Dušan (oponent) ; Lukavský, Jiří (oponent) ; Vejvoda, Stanislav (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje zbytkové životnosti pecí v petrochemické průmyslu. O této oblasti není k dispozici ucelená publikace. Je vyjmenována a popsána většina hlavních jevů, které je potřeba při určování životnosti zohlednit. Největší pozornost je věnována kumulaci poškození vlivem tečení materiálu (creep), na základě měření na konkrétní peci. Jsou zde popsány některé poruchy pecí, které by mohly způsobit neplánované přerušení provozu, avšak vhodným zásahem se podařilo pece udržet v bezpečném provozu až do plánovaného odstavení pece. Práce neposkytuje ucelenou metodu, jak v praxi dospět k určení zbytkové životnosti pece, ale naznačuje směr, jak by v budoucnu mohla vzniknout komplexní metoda hodnocení zbytkové životnosti pecí v petrochemickém průmyslu.
|
|
|
Klopení tenkostěnných ocelových nosníků s vazbami vybočení z roviny ohybu
Balázs, Ivan ; Vejvoda,, Stanislav (oponent) ; Studnička,, Jiří (oponent) ; Melcher, Jindřich (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na problematiku stability ohýbaných ocelových tenkostěnných nosníků s vazbami vybočení z roviny ohybu a kroucení. V první části je nastíněn teoretický rámec řešení ztráty příčné a torzní stability ideálního tenkostěnného nosníku bez vazeb i s vazbami vybočení z roviny ohybu a kroucení. V další části se práce blíže soustředí na otázku stabilizace ocelových tenkostěnných nosníků plošnými prvky. Je shrnut současný stav poznání a jsou identifikovány některé problémy, které by bylo možné rozvíjet dalším výzkumem a přispět tak do této oblasti dalšími poznatky o skutečném chování těchto konstrukčních soustav. Míru stabilitace lze obecně kvantifikovat prostřednictvím hodnot smykové a rotační tuhosti poskytnuté tenkostěnnému nosníku plošným prvkem. Je diskutován zejména problém rotačního podepření ocelových za studena tvarovaných tenkostěnných nosníků prostřednictvím sendvičových panelů pod zatížením. V případě sání působícího na sendvičové panely má být případná přítomnost rotační vazby ověřena experimentální analýzou. Jako příspěvek k této problematice byl navržen a proveden soubor experimentálního ověřování za účelem stanovení hodnot rotační tuhosti poskytnuté ocelovým za studena tvarovaným nosníkům sendvičovými panely. V rámci experimentů bylo ověřováno jak rotační podepření bez vlivu vnějšího zatížení působícího na sendvičové panely, tak i s vlivem sání. Provedené experimenty prokázaly prakticky využitelnou míru rotačního podepření i při sání na povrch panelů. Její využití v rámci statického výpočtu může vést k hospodárnějšímu výsledku a přispět tak k efektivnímu a spolehlivému konstrukčnímu návrhu. Vybrané problémy byly analyzovány s využitím numerického modelování v programovém systému založeném na metodě konečných prvků.
|
|
|
Optimalizace tvaru háků v pecích petrochemického průmyslu
Horsák, Libor ; Vejvoda, Stanislav (oponent) ; Nekvasil, Richard (vedoucí práce)
Diplomová práce, „Optimalizace tvaru háku v pecích petrochemického průmyslu“, popisuje postup a prostředky, jež vedou k vhodnějšímu tvaru háků v rozličných případech. Práce zároveň popisuje různá úskalí, která je nutná u navrhování háků zohlednit. Jsou popsány různé tvary háků, které jsou posuzovány v širších souvislostech z technického hlediska. Je vybrán jeden typ háku, na kterém je postup optimalizace názorně předveden.
|
|
|
Vyhodnocování poškozování oxidických vrstev
Audyová, Markéta ; Vejvoda, Stanislav (oponent) ; Lošák, Pavel (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na charakteristiku a poškození oxidických vrstev vznikajících ve vysokoteplotních – superkritických provozech. V těchto provozech je přítomna vysokoteplotní koroze, pro které musí být zvolen vhodný a odolný materiál. Pro postup práce byla zvolena martenziticko-feritická ocel ČSN 17 119, na které se tvoří oxidické vrstvy Fe2O3, Fe3O4 a FeCr2O4. Každá z vrstev má jiné mechanické vlastnosti, a proto záleží na jejich uspořádání, geometrii a tloušťce. V práci jsou hodnoceny mechanické vlastnosti, mechanismy porušení a růst oxidických vrstev. Porušení vrstev vlivem zatížení na tah a na tlak mají své kritické hodnoty, které lze analyticky vypočítat ze vztahů uvedených v práci. Díky těmto vztahům je možné ověřovat správnost modelu. Oxidické vrstvy tvořené ve výměnících tepla jsou špatně dosažitelné, a proto je velmi složité jejich pozorování nebo mechanické odstranění. V práci je vytvořen model trubky s oxidickými vrstvami metodou konečných prvků, kde je simulován provoz za superkritických podmínek (teplota 500 °C, tlak 24 MPa). Výsledky ze simulací jsou porovnány s analytickými vztahy. Dále jsou v práci hledány provozní podmínky, za kterých dojde k poškození oxidické vrstvy FeCr2O4 a jejímu úplnému porušení soudržnosti s ocelí. Účelem
|
|
|
Numerické modelování předpjatých dutinových panelů typu Spiroll na pružném podepření a vyhodnocení průběhu napětí
Kršík, Jakub ; Vejvoda,, Stanislav (oponent) ; Kaplan,, Věroslav (oponent) ; Křiváková, Jarmila (vedoucí práce)
Disertační práce popisuje možnosti numerického modelování dutinových stropních předpjatých betonových panelů typu SPIROLL. K modelování je použit komerční konečně prvkový program ANSYS 13.0. Důraz je kladen na specifický způsob uložení panelu na pružně poddajné podpoře a rozložení napjatosti v žebrech panelu v uložení. Cílem je prověřit stávající způsob zmonolitnění čel panelů a jeho vliv na únosnost ve smyku pomocí čtyř numerických modelů. Numerické modely jsou porovnány a verifikovány dvěma experimenty. Prvním experimentem je vakuové zatěžování desky z dutinových panelů. Druhým experimentem je smykové zatížené přikládáním zatěžovacích bloků. Jsou ověřeny čtyři způsoby návrhu dutinových panelů. Jedná se o metodu hlavního napětí, návrh dle EN 1992 a EN 1168 a Yangovu metodu přenosů účinků předpětí. Na základě výsledků je navržen způsob uvažování poddajných podpor pro posuzování konstrukcí z dutinových předpjatých panelů.
|
|
|
Řízení životnosti procesních zařízení v průmyslové praxi
Lošák, Pavel ; Klemeš,, Jiří (oponent) ; Ing. Zdeněk Jůza, Ph.D. MBA (oponent) ; Vejvoda, Stanislav (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na řízení životnosti procesních a energetických zařízení v průmyslové praxi, zejména pak v oblasti parních elektráren. Práce se zaměřuje na časté degradační mechanismy vyskytující se v dané oblasti. Shrnuje základní mechanismy poškozování vyskytující se na zařízeních v procesním průmyslu, jejich sledování, vyhodnocování a predikci. V oblasti parních elektráren byl kladen důraz především na kumulativní mechanismy poškozování. V rámci práce byly zhodnoceny mechanismy creepu, únavy a jejich kombinace. Přední evropské normy byly prostudovány a byla zhodnocena míra jejich konzervatismu a použitelnosti. Pozornost byla věnována také několika metodám vyhodnocování kombinovaného poškozování creepem a únavou. V navazujícím kroku byla prostudována norma zaměřená na monitorování provozu a vyhodnocování životnosti. Byl vytvořen diagnostický software zaměřený na vyhodnocování creepu, únavy a jejich kombinace dle platných norem. Taktéž bylo navrženo jeho rozšíření o zpřesněný analytický výpočet napětí a deformací potřebných ke stanovení zbytkové životnosti v reálném čase. Pro rozšířené řízení životnosti byl v práci popsán přístup k vyhodnocování poškozování oxidických vrstev a jeho vyhodnocování pomocí analytických vztahů a jejich zapracování do diagnostického softwaru. Předkládaný software je také doplněn o materiálový modul umožňující na základě definovaných materiálů v databázi snadné a automatické využívání materiálových vlastností. Pro další zpřesnění výpočtových vztahů bylo schematicky navrženo zařízení pro jejich experimentální ověření. V neposlední řadě je součástí práce také řešení několika případů poškozených zařízení z průmyslové praxe. Analyzován byl případ poškozování soudržnosti trubek generátoru páry, dále pak převáděcího potrubí a U-trubkového výměníku tepla. Byly analyzovány příčiny jejich poškozování a následně byla navržena nápravná opatření. Na závěr byly navrženy činnosti s velkým potenciálem pro další studium a rozšíření diskutované problematiky.
|
|
|
Analýza cyklické únavy trubkového svazku vlivem proudění pracovního média
Buzík, Jiří ; Vincour, Dušan (oponent) ; Lukavský, Jiří (oponent) ; Vejvoda, Stanislav (vedoucí práce)
Hlavním cílem dizertační práce je kontrola trubkového svazku na cyklickou únavu způsobenou prouděním pracovního média v mezitrubkovém prostoru. Únava způsobená prouděním je způsobena vibracemi vyvolanými prouděním. Zkoumané vibrace jsou vyvolány vzájemnou interakcí dvou fází (pevné a tekuté). Předkládaná práce je zaměřena především na interakci trubkových svazků s tekutinou. Současná úroveň poznání v této oblasti umožňuje predikovat především únosnost v oblasti statického, resp. kvazi-statického zatížení. Tyto predikce jsou založeny na metodách srovnávající klíčové vibrační veličiny, jako jsou frekvence, amplitudy, případně rychlosti (viz. TEMA [1]). Tímto způsobem je možno rychle a relativně přesně určit výskyt vibrací, není však možné kvantitativně hodnotit vliv těchto vibrací na poškození trubkového svazku a predikovat tak jeho životnost, k čemuž by bylo zapotřebí určit např. teplotní pole a rozložení sil od tekutiny na tomto svazku. Současné metody numerických analýz velmi dobře umožňují řešit tuto problematiku velmi přesně avšak na úkor výpočtového času, výpočetních prostředků a licencí. Přínosem této práce je využití uživatelem definovaných funkcí (UDF) jakožto metody, která umožňuje napodobit interakci tekutiny a struktury v softwaru ANSYS Fluent. Tato práce klade velkou váhu na využití metod současného stavu poznání pro verifikaci a validaci výsledků, pro ověření výše zmíněné metody. Pro verifikaci a validaci výsledků jsou použity například experimentálně naměřené závislosti Reynoldsova a Strouhalova čísla, odporového součinitele nebo např. rozložení tlakového součinitele kolem trubky. Zároveň využívá metodu konečných prvků jakožto nástroje pro napěťově-deformační výpočet klíčové části na trubce, jakou je spoj trubka-trubkovnice. Dalším přínosem této práce je rozšíření grafického návrhu tepelného výměníku dle Poddara a Polleyho [2] o kontrolu na vibrační poškození dle metody popsané v publikaci TEMA [1]. Předkládaná práce upozorňuje na obrovský vliv rychlosti proudících tekutin jak na trubkové, tak mezitrubkové straně pro návrh tepelného výměníku. Jako etalon poškození si autor vybral výměník s označením 104 z publikace Heat Exchanger Tube Vibration Data Bank [3]. U tohoto výměníku bylo prokazatelně zjištěno vibrační poškození vlivem přestřižení trubek o přepážky. V poslední části jsou nastíněny možnosti a limity dalšího pokračování této práce.
|
|
|
Numerické modelování předpjatých dutinových panelů typu Spiroll na pružném podepření a vyhodnocení průběhu napětí
Kršík, Jakub ; Vejvoda,, Stanislav (oponent) ; Kaplan,, Věroslav (oponent) ; Křiváková, Jarmila (vedoucí práce)
Disertační práce popisuje možnosti numerického modelování dutinových stropních předpjatých betonových panelů typu SPIROLL. K modelování je použit komerční konečně prvkový program ANSYS 13.0. Důraz je kladen na specifický způsob uložení panelu na pružně poddajné podpoře a rozložení napjatosti v žebrech panelu v uložení. Cílem je prověřit stávající způsob zmonolitnění čel panelů a jeho vliv na únosnost ve smyku pomocí čtyř numerických modelů. Numerické modely jsou porovnány a verifikovány dvěma experimenty. Prvním experimentem je vakuové zatěžování desky z dutinových panelů. Druhým experimentem je smykové zatížené přikládáním zatěžovacích bloků. Jsou ověřeny čtyři způsoby návrhu dutinových panelů. Jedná se o metodu hlavního napětí, návrh dle EN 1992 a EN 1168 a Yangovu metodu přenosů účinků předpětí. Na základě výsledků je navržen způsob uvažování poddajných podpor pro posuzování konstrukcí z dutinových předpjatých panelů.
|
|
|
Klopení tenkostěnných ocelových nosníků s vazbami vybočení z roviny ohybu
Balázs, Ivan ; Vejvoda,, Stanislav (oponent) ; Studnička,, Jiří (oponent) ; Melcher, Jindřich (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na problematiku stability ohýbaných ocelových tenkostěnných nosníků s vazbami vybočení z roviny ohybu a kroucení. V první části je nastíněn teoretický rámec řešení ztráty příčné a torzní stability ideálního tenkostěnného nosníku bez vazeb i s vazbami vybočení z roviny ohybu a kroucení. V další části se práce blíže soustředí na otázku stabilizace ocelových tenkostěnných nosníků plošnými prvky. Je shrnut současný stav poznání a jsou identifikovány některé problémy, které by bylo možné rozvíjet dalším výzkumem a přispět tak do této oblasti dalšími poznatky o skutečném chování těchto konstrukčních soustav. Míru stabilitace lze obecně kvantifikovat prostřednictvím hodnot smykové a rotační tuhosti poskytnuté tenkostěnnému nosníku plošným prvkem. Je diskutován zejména problém rotačního podepření ocelových za studena tvarovaných tenkostěnných nosníků prostřednictvím sendvičových panelů pod zatížením. V případě sání působícího na sendvičové panely má být případná přítomnost rotační vazby ověřena experimentální analýzou. Jako příspěvek k této problematice byl navržen a proveden soubor experimentálního ověřování za účelem stanovení hodnot rotační tuhosti poskytnuté ocelovým za studena tvarovaným nosníkům sendvičovými panely. V rámci experimentů bylo ověřováno jak rotační podepření bez vlivu vnějšího zatížení působícího na sendvičové panely, tak i s vlivem sání. Provedené experimenty prokázaly prakticky využitelnou míru rotačního podepření i při sání na povrch panelů. Její využití v rámci statického výpočtu může vést k hospodárnějšímu výsledku a přispět tak k efektivnímu a spolehlivému konstrukčnímu návrhu. Vybrané problémy byly analyzovány s využitím numerického modelování v programovém systému založeném na metodě konečných prvků.
|
|
|
Analýza cyklické únavy trubkového svazku vlivem proudění pracovního média
Buzík, Jiří ; Vincour, Dušan (oponent) ; Lukavský, Jiří (oponent) ; Vejvoda, Stanislav (vedoucí práce)
Hlavním cílem dizertační práce je kontrola trubkového svazku na cyklickou únavu způsobenou prouděním pracovního média v mezitrubkovém prostoru. Únava způsobená prouděním je způsobena vibracemi vyvolanými prouděním. Zkoumané vibrace jsou vyvolány vzájemnou interakcí dvou fází (pevné a tekuté). Předkládaná práce je zaměřena především na interakci trubkových svazků s tekutinou. Současná úroveň poznání v této oblasti umožňuje predikovat především únosnost v oblasti statického, resp. kvazi-statického zatížení. Tyto predikce jsou založeny na metodách srovnávající klíčové vibrační veličiny, jako jsou frekvence, amplitudy, případně rychlosti (viz. TEMA [1]). Tímto způsobem je možno rychle a relativně přesně určit výskyt vibrací, není však možné kvantitativně hodnotit vliv těchto vibrací na poškození trubkového svazku a predikovat tak jeho životnost, k čemuž by bylo zapotřebí určit např. teplotní pole a rozložení sil od tekutiny na tomto svazku. Současné metody numerických analýz velmi dobře umožňují řešit tuto problematiku velmi přesně avšak na úkor výpočtového času, výpočetních prostředků a licencí. Přínosem této práce je využití uživatelem definovaných funkcí (UDF) jakožto metody, která umožňuje napodobit interakci tekutiny a struktury v softwaru ANSYS Fluent. Tato práce klade velkou váhu na využití metod současného stavu poznání pro verifikaci a validaci výsledků, pro ověření výše zmíněné metody. Pro verifikaci a validaci výsledků jsou použity například experimentálně naměřené závislosti Reynoldsova a Strouhalova čísla, odporového součinitele nebo např. rozložení tlakového součinitele kolem trubky. Zároveň využívá metodu konečných prvků jakožto nástroje pro napěťově-deformační výpočet klíčové části na trubce, jakou je spoj trubka-trubkovnice. Dalším přínosem této práce je rozšíření grafického návrhu tepelného výměníku dle Poddara a Polleyho [2] o kontrolu na vibrační poškození dle metody popsané v publikaci TEMA [1]. Předkládaná práce upozorňuje na obrovský vliv rychlosti proudících tekutin jak na trubkové, tak mezitrubkové straně pro návrh tepelného výměníku. Jako etalon poškození si autor vybral výměník s označením 104 z publikace Heat Exchanger Tube Vibration Data Bank [3]. U tohoto výměníku bylo prokazatelně zjištěno vibrační poškození vlivem přestřižení trubek o přepážky. V poslední části jsou nastíněny možnosti a limity dalšího pokračování této práce.
|
host ::
RSS.