|
|
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.
|
|
|
Vliv otevření difuzoru na dynamické vlastnosti spirální vírové struktury
Hazucha, Jan ; Kůrečka, Jan (oponent) ; Štefan, David (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá CFD simulací spirální vírové struktury v difuzorové části vírového generátoru. Cílem práce je posouzení vlivu změny úhlu otevření difuzoru na frekvenci a amplitudu tlakových pulzací, které jsou zapříčiněny vznikem a následným rozpadem spirální vírové struktury. Dále je zkoumána minimální hodnota tlaku pro každý úhel otevření. Všechny výsledky jsou následně porovnány mezi sebou ve formě grafů znázorňujících průběhy frekvencí či amplitud měřených po délce difuzoru. Byly zkoušeny dva modely turbulence a několik typů sítě.
|
|
|
Optimalizace sací trouby násoskové vírové turbíny
Mach, Jiří ; Haluza, Miloslav (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Úkolem této diplomové práce je navrhnout nový tvar sací trouby, který bude jednodušší na výrobu při zachování dobrých hydraulických a pevnostních vlastností. První část práce je věnována formulaci problému, popisu vírové turbíny, principu činnosti, základním variantám uspořádání, dále funkci sací trouby, její účinnosti a dalším výpočetním vztahům. V druhé části práce je provedena CFD a pevnostní analýza původního řešení, dále je provedeno navržení nového návrhu řešení a možnost optimalizace pomocí ANSYS Fluent Adjoint solveru.
|
|
|
Study of hydroenergy potential exploitation of given location
Kollár, Martin ; Hudec, Martin (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
For the objective of my Bachelor`s thesis I chose an assessment of hydropower potential and a design of machinery in the small hydropower plant construction on the river Váh in Trenčianske Biskupice site. I divided hydropower potential into three parts. First part is the past then present and last is future status. I have subsequently used these information in the design of machinery, including turbine and its associated penstock and draft tube. Part of my thesis also contains appropriate design solution for control gate of intake and outflow, trash rack and trash rack machine. I prepared and presented two possible alternatives together with the drawing documentation which are at the end of my paper compared and evaluated.
|
|
|
Studie přečerpávací vodní elektrárny
Kratina, Jakub ; Duchan, David (oponent) ; Dráb, Aleš (vedoucí práce)
Přečerpávací vodní elektrárny jsou nedílnou součástí každé elektrizační soustavy. V současné době představují asi jedinou možnost, jak akumulovat větší množství přebytečné elektrické energie. Staví se také jako osvědčený regulační prvek elektrizační soustavy. Obsahem této bakalářské práce je studie proveditelnosti přečerpávací vodní elektrárny (PVE Podlešín) v lokalitě Vaňov. V úvodu je pojednáno o problematice přečerpávacích vodních elektráren. Poté následuje návrh technického řešení stavby elektrárny. Hlavní částí studie je zpracování výkresové dokumentace a technické zprávy.
|
|
| |
|
|
Návrh vírových turbin pro MVE Vrchlabí
Vosáhlo, David ; Dobšáková, Lenka (oponent) ; Haluza, Miloslav (vedoucí práce)
Cílem této práce je navrhnout optimální osazení malé vodní elektrárny vírovými turbínami. Práce pojednává o různých možnostech instalace turbín s využitím pro danou lokalitu. Prezentuje návrh oběžných kol a savek. Pro dané osazení uvádí teoretický výpočet ročně vyrobené elektrické energie. Dále popisuje návrh přívodního kanálu k turbínovému prostoru a řešení vtokového objektu.
|
|
|
Výpočet savky turbiny na zadané parametry
Žák, František ; Veselý, Jindřich (oponent) ; Haluza, Miloslav (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem nového tvaru sací trouby na lokalitu MVE Katovice, při dodržení zástavbových rozměrů. První část práce je věnována formulaci problému, popsání základní funkce sací trouby, její účinnosti a dalším výpočetním vztahům. V druhé části je pak provedena analýza stávajícího řešení sací trouby s CFD výpočtem. Dále je provedeno navržení nového řešení savky a porovnání se stávající sací troubou.
|
|
|
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.
|
|
|
Analýza nesrovnalostí MVE Ostravice
Kupčík, Roman ; Skoták, Aleš (oponent) ; Haluza, Miloslav (vedoucí práce)
Diplomová práce „Analýza nesrovnalostí MVE Ostravice“ se zabývá řešením sníženého výkonu malé vodní elektrárny u města Vratimov na řece Ostravici. Elektrárna je osazena přímoproudou Kaplanovou turbínou RA – 3,5 – 0 1000 o průměru oběžného kola 1000 mm. Příčinou nízkého výkonu je savka turbíny. Předmětem diplomové práce je návrh nové sací trouby. Pro hydraulický návrh byl použit CFD program Fluent. Cílem bylo nalézt nejoptimálnější tvar savky, který povede ke zvýšení výkonu ze současných 30 kW na projektovanou hodnotu, která činí 55 kW.
|
host ::
RSS.