|
|
Ventily pohonných systémů raketových motorů
Kadlec, Jan ; Štefan, David (oponent) ; Kozák, Jiří (vedoucí práce)
Hlavním cílem bakalářské práce je rešerše na téma ventily pohonných systémů raketových motorů. Pro lepší představu o funkci a postavení ventilů je vybrán konkrétní raketový motor, na němž je tato problematika demonstrována. Jednotlivé typy konstrukce ventilů jsou popsány z hlediska tvaru uzavíracího prvku. Zároveň jsou také zmíněny nejčastější pracovní média a jejich základní parametry důležité při konstrukci hydraulických součástí. Vedlejším úkolem je jednoduchý návrh ventilu s cílem dosažení minimálních tlakových ztrát při průchodu tekutiny.
|
|
|
Řízení vírového proudění v sací troubě vodní turbíny
Litera, Jiří ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Vodní energie je jedním z nejdůležitějších zdrojů pro výrobu elektrické energie na světě. Trendem současné doby je omezit produkci elektřiny spalováním fosilních paliv a použít pro její výrobu více obnovitelných zdrojů. Solární a větrné elektrárny jsou ale silně závislé na aktuálních meteorologických podmínkách a denní době, a to má za následek nestabilitu elektrické sítě. Hydraulické stroje nabízejí možnosti regulace výroby elektrické energie a případně také nabízejí prostor pro akumulaci. Turbíny je tedy nutné provozovat v širších pásmech mimo optimální bod, než na který byly navrženy. To má u Francisových turbín za následek vznik dvou typů nestabilního vírového proudění v sací troubě. Tato diplomová práce je zaměřena na problémy spojené s provozováním Francisovy turbíny při podoptimálním zatížení. V průběhu podoptimálního zatížení vzniká v sací troubě turbíny vlivem nestability proudění za oběžným kolem vírový cop, který rotuje ve směru oběžného kola a zároveň se otáčí kolem své vlastní osy. Je významným zdrojem nízkofrekvenčních tlakových pulzací, které jsou zde nežádoucí a je snahou je potlačit nebo zcela eliminovat. Diplomová práce je zaměřena na řízení vírového proudění v sací troubě Francisovy turbíny. Vírové proudění je řízeno vstřikováním vody a jednotlivé možnosti a metody jsou testovány využitím výpočtového modelování proudění.
|
|
|
Využití Fluentu při výpočtech nestacionárního proudění v rozsáhlých sítích
Pavelka, František ; Štefan, David (oponent) ; Himr, Daniel (vedoucí práce)
Hlavním cílem této diplomové práce je navrhnout vhodný způsob výpočtu tlakových a průtokových poměrů v rozsáhlých potrubních řadech při nestacionárním proudění. Návrh výpočtu byl zaměřen na propojení dvou komerčních programů, a to programů Ansys Fluent a Matlab, kde jde právě o propojení výpočtu jednodimenzionálního (1D) problému za použití programu Matlab a vícedimenzionálního (2D) výpočtu v programu Ansys Fluent. Diplomová práce se také zabývá vytvořením samostatného 1D modelu (Matlab, metoda charakteristik) a samostatného 2D modelu proudění (Ansys Fluent).
|
|
|
Study of the Dissipation in Spiraling Vortical Structures
Štefan, David ; Drábková, Sylva (oponent) ; Koutník,, Jiří (oponent) ; Skoták, Aleš (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This work deals with study of swirling flows where the spiral vortical structure appears. The main relation is to flow seen in the draft tube cone of hydraulic turbines operated out of the design point (i.e. best efficiency point). In this cases large coherent vortex structure (vortex rope) appears and consequently high pressure pulsations are propagated to the whole machine system leading to possible restriction of turbine operation. This flow features are consequence of flow instability called vortex breakdown in case of Francis turbine operated at part load (flow rate lower than optimal one). The present study is carried out using simplified device of swirl generator in order to access similar flow conditions as can be found in real hydraulic turbines. Both the dynamic and dissipation effect of spiral vortex breakdown are investigated. The first part of thesis deals with spiral form of vortex breakdown. The experimentally measured velocity profiles (LDA) and wall static pressures are correlated with numerical simulations carried out using open-source CFD package OpenFOAM 2.2.2. The high speed camera recording of cavitating vortex core is used to obtain image ensemble for further post-processing. The dissipation effect of spiral vortex structure is in detail discussed based on computed flow fields. The second part of thesis is dedicated to the application of POD decomposition to the study of spatio-temporal features of spiral vortex dynamics. Firstly the POD is applied to the both the experimentally obtained image ensemble of cavitating vortex and numerically computed static pressure fields. Secondly the comprehensive analysis of spiral vortex mitigation effect by the axial water jet is analyzed. The collaborative study employing the swirl generator apparatus designed by the researchers from Politehnica University of Timisoara in Romania is performed and changes in spatio-temporal vortex dynamic are studied. In this study the numerical data (in a form of three-dimensional pressure and velocity fields) are obtained using commercial CFD software ANSYS Fluent R14.
|
|
| |
|
|
Vírový cop při nadoptimálním průtoku Francisovou turbínou
Kozák, Jiří ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá CFD simulací vírového copu v kolenové sací troubě Francisovy turbíny při nadoptimálním provozu. Hlavním cílem práce je srovnání výsledků CFD simulací provedených pro původní kolenovou sací troubu a odvozenou sací troubu přímou s ohledem na tvar kavitační oblasti, její objem a dynamické charakteristiky proudění. Výsledky prostorových výpočtů jsou následně srovnány s výsledky osově symetrických simulací, které významným způsobem redukují nároky na výpočetní čas a výkon.
|
|
|
Kavitující proudění v konvergentně-divergentní trysce
Hlaváček, David ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá kavitujícím prouděním vyvolaným rotací kapaliny v konvergentně-divergentní trysce, která simuluje vírový cop za oběžným kolem vodní turbíny. Je provedeno měření na experimentální trati v laboratoři. Výsledky z experimentálního měření jsou srovnávány s CFD výpočty při jednofázovém proudění a při uvažování kavitace. Hlavním úkolem je porovnání rozdílu hydraulických ztrát a tvary kavitačních oblastí zjištěných při experimentu s výpočtem.
|
|
|
Struktura proudění a energetické přeměny v kolenové sací troubě
Štefan, David ; Skoták, Aleš (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Sací trouba je důležitou součástí přetlakových vodních turbín. Pouze její dokonalá spolupráce s turbínou může zajistit nejvyšší účinnost celého soustrojí. Proto je třeba se zabývat charakterem proudění v sací troubě nejlépe pro různé provozní body turbíny. Účinnost turbíny je významně závislá na samotné sací troubě. Studium proudění v sací troubě a jeho vazba s energetickou přeměnou je dobrým ukazatelem, jestli sací trouba pracuje správně nebo naopak ovlivňuje chod turbíny natolik, že celkovou účinnost soustrojí snižuje. Tato práce se zabývá sledováním vazby mezi strukturou proudění a energetickou přeměnou. Cílem je poukázat na hlavní příčiny způsobující snížení účinnosti sací trouby v daných provozních bodech.
|
|
|
Experimentální testování minimíchadla pro čištění odpadních vod
Luňák, Pavel ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá různými způsoby míchání, především kapalných látek. Teoretická část práce je věnována rozdělení míchadel, včetně popisu jejich vlastností, výhod, nevýhod a použití. Experimentální část je věnována měření minimíchadel, která byla vyvinuta a vyrobena na oboru fluidního inženýrství V. Kaplana. Tato část obsahuje návrh měřící trati pro určení hydraulických charakteristik minimíchadel a stupně promíchání. Výsledky měření a jejich vyhodnocení je shrnuto v závěru práce.
|
|
|
Hydraulické ztráty v potrubí
Štefan, David ; Kubálek, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Práce pojednává o vlivu délkových třecích ztrát v potrubí. Je zde uveden výpočet ztrátové měrné energie pomocí Darcy-Waisbachova vztahu, výpočet součinitele tření pro tři oblasti turbulentního proudění s využitím dostupných vztahů a jejich porovnání na základě průměrných absolutních odchylek vypočtených hodnot od hodnot z Nikuradseho diagramu. Výsledkem je doporučení nejpřesnějších vztahů pro výpočet v jednotlivých oblastech, grafické vykreslení vztahů do Nikuradseho diagramu a zhodnocení jejich výpočtové náročnosti.
|
host ::
RSS.