|
|
Prediktivní řízení založené na modelu pro aplikaci plynulého odlévání oceli
Zemanová, Hana ; Mauder, Tomáš (oponent) ; Štětina, Josef (vedoucí práce)
V diplomové práci je odvozena rovnice vedení tepla zahrnující fázové a strukturální změny, včetně různých okrajových podmínek, jak po matematické stránce pomocí parciálních diferenciálních rovnic, tak i čistě z pohledu fyziky a přenosu tepla. Jako nejvhodnější se ukazuje výpočet rovnice metodou entalpie. V této rovnici se vyskytuje nejen entalpie, ale také teplota a převodní vztah mezi těmito veličinami je nelineární a poměrně komplikovaný na to, aby byl vyjádřen matematickým vztahem. K převodu mezi entalpií a teplotou využíváme hodnoty naměřené nebo vypočtené pomocí solidikačních modelů v určitých bodech. Výpočet je implementován v Matlabu do rozšiřujícího prostředí Simulink. Toto blokové prostředí je v praxi v oblasti regulace velmi oblíbené. Vytvořený program vychází z ustáleného stavu, který byl nastaven s pomocí odborníků, tedy reálně použitelný. Program dopočítává intenzitu chlazení v závislosti na vstupní licí rychlosti, vstupní licí teplotě a požadovaných teplotních průběhů. Míru ovlivnění chlazení podle daných kritérií je možno měnit. Do programu je implementován prediktivní regulátor, který reguluje chlazení na základě předpokládaného vývoje. V práci je porovnán průběh povrchových teplot a chlazení pro případ výpočtu s prediktivním regulátorem a bez něj.
|
|
|
Využití uhlíkových kompozitů k pasivnímu chlazení v oblasti kosmického průmyslu
Genco, Ondřej ; Brázdil, Marian (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá zhodnocením využitelnosti uhlíkových kompozitů v oblasti kosmického průmyslu. Cílem práce je posoudit, zda uhlíkové kompozity mohou najít uplatnění i v mechanických systémech pasivní tepelné ochrany umělých vesmírných těles. Modelové příklady demonstrují princip činnosti vybraných prvků pasivní tepelné ochrany. Zhodnocení se provádí na základě výsledků termální analýzy. Jako výpočtový nástroj slouží analytické vztahy z oblasti teorie přenosu tepla. Diplomová práce se skládá ze dvou částí. Teoretická část popisuje stručně mechanismy přenosu tepla, vybrané druhy pasivní tepelné ochrany a vlastnosti a aplikace uhlíkových kompozitů. Praktickou část tvoří zadání, výpočet a zhodnocení třech příkladů. Výsledky ukazují, že uhlíkové kompozity mohou při specifických požadavcích konkurovat běžně používaným materiálům.
|
|
|
Tepelné ztráty kotle na biomasu
Suchánková, Lenka ; Milčák, Pavel (oponent) ; Kracík, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zaměřuje na tepelné ztráty kotle na tuhá paliva, a to především na ztrátu vedením a sdílením tepla do okolí. Pro minimalizaci tepelných úniků stěnami kotle je nutno při návrhu volit materiály s dobrými izolačními vlastnostmi. V programu Microsoft Excel byl vytvořen univerzální matematický model pro výpočet tepelného toku odcházejícího rovinnou stěnou kotle, a ze kterého lze získat teploty na vnitřní straně dané stěny. Práce popisuje postup výpočtu, na kterém je model založen a jeho správnost se ověřuje na experimentu založeném na snímání teplotních polí povrchů stěn zařízení spalující biomasu termovizní kamerou. Model je možno využít pro stěnu až s 9 vrstvami materiálu, kde je stěnu možno chladit (odvádět teplo) vzduchem i vodou.
|
|
|
Návrh optimálních parametrů vícevrstvého keramického ochranného povlaku pro vysokoteplotní aplikace
Dohnalík, Petr ; Hrstka, Miroslav (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce bylo stanovení vhodné kompozice ochranného povlaku, skládajícího se z několika různých vrstev konkrétních materiálů, s ohledem na residuální napětí indukované v povlaku v důsledku rozdílných součinitelů teplotní roztažnosti jeho jednotlivých složek. Ochrannými povlaky jsou v této práci myšleny tepelné a environmentální bariéry, které mají za úkol chránit součásti před vysokými teplotami. V práci je uveden nezbytný teoretický úvod do problematiky tepelných a environmentálních bariér. Zde jsou uvedeny základní koncepce skladby jednotlivých vrstev, používané materiály a způsoby nanášení. Obsažená rešeršní studie podává přehled, jakým způsobem se v současnosti přistupuje k výpočtovému modelování residuálních napětí zejména v tepelných bariérách nanesených plazmovým nástřikem. V práci je blíže představena klasická laminátová teorie, která byla použita k výpočtům zbytkových napětí v rámci povlakové struktury. Standardně tato metoda předpokládá homogenní teplotní pole po výšce laminátu, nicméně v této práci byl nalezen způsob, jak ji rozšířit o zahrnutí proměnné teploty po výšce analyzované struktury. V praktické části práce je vytvořený model použit pro hledání vhodných vlastností dvouvrstvého až čtyřvrstvého povlaku. Výpočty byly provedeny jak pro konstantní teplotu, tak pro gradient teploty po výšce modelu. Výstupy analytického modelu založeného na rozšířené klasické laminátové teorii jsou ve vybraných případech ověřeny pomocí numerického modelu.
|
|
|
Stefanův problém vedení tepla s fázovou přeměnou a jeho analytické řešení
Kesler, René ; Mauder, Tomáš (oponent) ; Klimeš, Lubomír (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá analytickým řešením úloh vedení tepla s fázovou přeměnou, které jsou nazvány jako klasický Stefanův problém. Nejprve je odvozena diferenciální rovnice vedení tepla a také je vytvořen matematický model Stefanova problému. Největší pozornost je následně věnována odvozování analytických řešení pro úlohy, u nichž lze tato řešení nalézt. K implementaci získaných řešení ve vhodném programovacím prostředí bylo zvoleno prostředí MATLAB. Práce také obsahuje popis vytvořeného programu a grafického rozhraní v MATLABu. Programem byly následně vyřešeny zvolené počáteční úlohy.
|
|
|
Zařízení pro měření tepelného odporu rukavic
Pelikán, Jakub ; Fišer, Jan (oponent) ; Hejčík, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce řeší dnes již zcela běžnou problematiku ochrany zdraví při práci. Konkrétně ochranu lidské ruky při práci v extrémně chladném prostředí. Jedná se o rozbor materiálu vhodného pro sestavení umělé ruky, schopné měřit tepelný odpor rukavic. Byl proveden rozbor řady materiálů, které disponují vhodnými tepelně vodivými vlastnostmi. Každý typ topného segmentu byl experimentálně testován a byla posuzována vhodnost použití pro naši aplikaci. Experimenty probíhaly vždy zahřátím vzorku pomocí elektrického proudu a následným zkoumáním teplotních polí na povrchu topného segmentu. Teplotní pole byla zaznamenávána termokamerou. Při zkoumání kompozitních tkanin jsme nedosáhli žádných uspokojivých výsledků, které by bylo možné použít pro sestrojení umělé ruky. Naproti tomu kaptonová fólie podávala velice zajímavé výsledky, a proto bychom ji nakonec doporučili. Kaptonovou fólii je nutné upravit dle způsobu uvedeného v závěru práce. Tato práce dává jasný přehled a inspiraci pro další zkoumání variant řešení přístroje vhodného pro měření tepelného odporu rukavic. Najde efektivní využití ve výzkumných ústavech i ve společnostech, které se zabývají výrobou ochranných oděvů.
|
|
|
Heuristické algoritmy pro optimalizaci
Komínek, Jan ; Šeda, Miloš (oponent) ; Roupec, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se věnuje genetickým algoritmům a zkoumání jejich vlastností. Zvláštní důraz je kladen na posouzení vlivu mutace a velikosti populace. V druhé části práce jsou genetické algoritmy aplikovány na problematiky inverzních úloh vedení tepla. K jejich řešení bylo vyzkoušeno více různých přístupů a způsobů kódování. Vlastnosti genetických algoritmů pro tyto úlohy byly zlepšeny dvěma zcela novými genetickými operátory – manipulace a seřazení. Zjištěné teoretické poznatky byly odzkoušeny na reálné inverzní úloze vedení tepla. V rámci práce byla vytvořena knihovna pro snadnou implementaci GA pro řešení obecných optimalizačních úloh v jazyce C++.
|
|
|
Výpočet tepelných ztrát obvodovým pláštěm dřevostavby a teplotního pole ve vybraných konstrukčních detailech
Pokora, Radek
Diplomová práce objasňuje popis teplotního pole ve stavební konstrukci dřevostavby a zabývá se problematikou tepelných ztrát obvodovým pláštěm ve vybraných konstrukčních detailech. V práci také nalezneme popis šíření tepla ve stavební konstrukci. Úkolem je vytvoření 3-D modelů vybraných konstrukčních detailů konkrétní dřevostavby, ve kterých je pomocí softwaru, založeného na metodě konečných prvků, vymodelováno teplotní pole a pole tepelného toku. Poté vyčíslení tepelných ztrát danými konstrukčními detaily. Simulace probíhají u konkrétního rodinného domu, u kterého jsou navrženy jednotlivé skladby. Posouzení je stanoveno za stanovených okrajových podmínek. Je tedy dán příslušný teplotní gradient. Při vyhodnocení tepelného pole, pole tepleného toku a tepelné ztráty je přihlédnuto k nárokům na tepelnou ochranu budov. Důležité je zjištění, zda nedochází k příliš velkým tepelným ztrátám. A pokud ano, proč a jaké by byly možnosti sjednání nápravy. V práci jsou uvedeny stacionární výpočty pro příslušné konstrukční detaily. V závěru je vyhodnocení navrhnutých skladeb a příslušných tepelných ztrát. Rovněž je poukázáno na problémová místa konstrukce dřevostavby rodinného domu.
|
|
|
Numerická analýza teplotního pole v konstrukci obvodového pláště dřevostavby rodinného domu s ohledem na možné způsoby osazování otvorových výplní
Kopal, Ondřej
Tato diplomová práce se zabývá popisem teplotního pole v obvodovém plášti dřevostavby s ohledem na možné způsoby osazování otvorových výplní. Dále v této práci nalezneme popis šíření tepla ve stavební konstrukci. Úkolem je vytvoření 2-D modelů vybraných konstrukčních řešení pro osazování otvorových výplní v obvodovém plášti dřevostavby. Numerická simulace je provedena ve výpočetním softwaru založeném na metodě konečných prvků za daných okrajových podmínek. Důraz je kladen na porovnání výsledků numerických simulací pro dvě konstrukční řešení osazování oken při použití stejné skladby dané konstrukce. V závěru práce jsou výsledky pro obě konstrukční řešení porovnány a vyhodnoceny.
|
|
|
Využití uhlíkových kompozitů k pasivnímu chlazení v oblasti kosmického průmyslu
Genco, Ondřej ; Brázdil, Marian (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá zhodnocením využitelnosti uhlíkových kompozitů v oblasti kosmického průmyslu. Cílem práce je posoudit, zda uhlíkové kompozity mohou najít uplatnění i v mechanických systémech pasivní tepelné ochrany umělých vesmírných těles. Modelové příklady demonstrují princip činnosti vybraných prvků pasivní tepelné ochrany. Zhodnocení se provádí na základě výsledků termální analýzy. Jako výpočtový nástroj slouží analytické vztahy z oblasti teorie přenosu tepla. Diplomová práce se skládá ze dvou částí. Teoretická část popisuje stručně mechanismy přenosu tepla, vybrané druhy pasivní tepelné ochrany a vlastnosti a aplikace uhlíkových kompozitů. Praktickou část tvoří zadání, výpočet a zhodnocení třech příkladů. Výsledky ukazují, že uhlíkové kompozity mohou při specifických požadavcích konkurovat běžně používaným materiálům.
|
host ::
RSS.