|
|
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.
|
|
|
Diagnostika stroje založena na modelech
Kapusta, Juraj ; Habán, Vladimír (oponent) ; Huzlík, Rostislav (vedoucí práce)
Hlavní myšlenka je zaměřena na diagnostiku konkrétního hydraulického systému, tj. snímání fyzikálních veličin hydraulického okruhu s nádrží a odstředivým čerpadlem poháněného asynchronním motorem. Jedná se o soustavu potrubí napojených na čerpadlo, kde vlivem jeho práce vytváří průtok vody a nárůst tlaku. V praxi je tato problematika řešena také v energetickém a atomovém průmyslu. Primární okruhy v některých případech nelze navrhnout nebo upravit tak, aby se dala hodnota tlaku snímat lokálně. Proto je zapotřebí měřit tuto veličinu nepřímo – a to z proudů motoru. Hlavní myšlenkou práce je diagnostikovat systém nepřímou metodou – konkrétně detekovat stav hydraulického okruhu (tlak, průtok) z hodnot, které jsme schopni měřit a odhalit poškození v předstihu. V druhé polovině závěrečné práce je aplikace částí konkrétního hydraulického systému do simulačního prostředí MATLAB Simulink. Model hydraulického obvodu obsahuje matematicko-fyzikální vztahy, které simulují průběh zmíněného experimentu. Výsledky simulace jsou porovnávány s výsledky experimentu. Model také vyšetřuje simulaci poruchového stavu, kdy přivádíme do hydraulického obvodu tlakové pulzace. Právě tyto změny v hydraulické části se projevují na charakteristikách čerpadla a asynchronního motoru, tím pádem jsme schopni diagnostikovat tento systém.
|
|
|
Využití akustické emise při sledování hydraulických strojů
Závorka, Dalibor ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je objasnit moţnosti vyuţití akustické emise jako diagnostického nástroje pro pouţití u hydraulických strojů. Zejména při odhalování výskytu trhlin v součástech stroje, a to za předpokladu změny v akustickém projevu části za provozu. Toto objasnění je postaveno na sérii jednoduchých měřených experimentů, které jsou zaloţeny na sledování projevu šroubu umístěného do proudu kapaliny v trubici, přičemţ je dotaţen vůči vnitřní stěně potrubí patřičným utahovacím momentem. Tímto předepnutím je simulována trhlina v tělese. Velké předepnutí má simulovat malou nebo ţádnou trhlinu, a naopak malé, nebo ţádné předepnutí představuje trhlinu velkou. Experimenty jsou měřeny pomocí skupiny snímačů tlaku a zrychlení a jejich vyhodnocení je provedeno pomocí programu vytvořeného v softwaru MATLAB. Výstupy programu jsou grafy efektivních hodnot z celého záznamu měření rozdělené na jednotlivé frekvence spektra a grafy poměrných vzrůstů. Tyto grafy porovnávají spektra jednotlivých konfigurací pro posouzení projevu změn jednotlivých parametrů.
|
|
|
Čerpadlo pro dialyzační jednotku
Švagera, Roman ; Rudolf, Pavel (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Dialýza je v dnešní době stále velmi důležitým léčebným procesem, který je nutno stále vylepšovat. Tato práce se zaměřuje na vývoj čerpadla pro dialyzační jednotky, konkrétně pak na snížení tlakových pulzací v peristaltickém rotačním čerpadle. S využitím experimentů je vysvětlena problematika peristaltických čerpadel. Pomocí výpočtového modelování jsou v této práci vytvořeny návrhy, které ke snížení pulzací vedou.
|
|
|
Pressure pulsation propagation in elastic hoses
Čapoš, Eduard ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
This thesis deals with propagation of pressure and flow pulsations, which are strongly affected by the tube flexibility. There are two mathematic models introduced, which are derived from basic physical relations. First model assumes velocity only in the axis direction. Second one assumes also non-zero radial velocity. Kelvin-Voigt model for viscoelasticity was used. Furthermore, experimental measurement was designed and evaluated. Measured data was used to calculate material properties. In addition, dynamic transfer was determined.
|
|
|
Axiální síla a tlakové pulsace v čerpadle s dvoustranným vstupem.
Vacula, Jiří ; Franc, Zdeněk (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá existencí axiální síly působící na rotor dvouvtokového oběžného kola čerpadla. Axiální síla vzniká v režimu nízkých průtoků. Cílem práce je nalézt informace o této problematice, navrhnout matematický model výpočtu a následně jej aplikovat na hodnoty získané při experimentu. Je důležité vyšetřit celkovou dynamiku vzniku axiální síly a detekovat její příčinu vzniku na měřeném čerpadle.
|
|
| |
|
|
Vzájemná interakce tlakových pulsací a kmitání trubice
Hrazdíra, Zdeněk ; Fialová, Simona (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Cílem této práce je zjištění vlivu kmitání trubice na tlakové pulsace v kapalině. Matematický popis soustavy trubice-kapalina je složen z patřičných okrajových podmínek a z vlnových rovnic odvozených ze základních fyzikálních vztahů. V práci je nejprve řešen zjednodušený model kmitání kapaliny bez uvažování trubice, který je následně porovnán s výsledky analýzy vzájemné interakce.
|
|
|
Vzájemná interakce tlakových pulsací a kmitání nepřímé trubice
Hrazdíra, Zdeněk ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá matematickým modelováním multifyzikálního problému vzájemné interakce kmitající trubice a kapaliny ve 2D oblasti. Nejprve jsou odvozeny příslušné fyzikální parciální diferenciální rovnice zvlášť pro trubici a kapalinu, které jsou pak vzájemně propojeny a řešeny analyticky. Výsledkem jsou hodnoty vlastních frekvencí, frekvenčně-amplitudová charakteristika a vlastní i vynucené tvary tlumeného kmitání trubice s kapalinou.
|
|
|
Čerpadlo pro dialyzační jednotku
Švagera, Roman ; Rudolf, Pavel (oponent) ; Fialová, Simona (vedoucí práce)
Dialýza je v dnešní době stále velmi důležitým léčebným procesem, který je nutno stále vylepšovat. Tato práce se zaměřuje na vývoj čerpadla pro dialyzační jednotky, konkrétně pak na snížení tlakových pulzací v peristaltickém rotačním čerpadle. S využitím experimentů je vysvětlena problematika peristaltických čerpadel. Pomocí výpočtového modelování jsou v této práci vytvořeny návrhy, které ke snížení pulzací vedou.
|
host ::
RSS.