|
|
Design of a Very Low Specific Speed Pump
Chabannes, Lilian ; Sedlář, Milan (referee) ; Drábková, Sylva (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
Čerpadla s nízkými specifickými otáčkami nacházejí uplatnění v široké škále aplikací, ale trpí nízkou účinností a rizikem nestability křivky dopravní výšky. Tato disertační práce pojednává o vylepšení hydraulických parametrů čerpadla se specifickými otáčkami ns = 32. Práce se zaměřuje na průtok v oběžném kole a ve spirále, které jsou řešeny pomocí CFD. Průzkum literatury ukázal, že přidání mezilopatek do průtokového kanálu je účinný způsob, jak zlepšit neuspokojivé proudění obecně přítomné v oběžných kolech s nízkými specifickými otáčkami. Byla zkoumána poloha mezilopatky v kanálu a vliv počtu přítomných mezilopatek. Část výsledků je ověřena experimentálně v laboratoři fakulty. Rovněž je zkoumán tvar spirály a pozornost je věnována numerickému řešení proudění u stěn a jeho vlivu na simulaci. Po numerických výpočtech na třech různých spirálách je navržen nový tvar, který zlepšuje vypočtové parametry čerpadla při nízkém i vysokém průtoku.
|
|
| |
|
|
Disc friction loss in centrifugal pumps and hydraulic turbines
Zemanová, Lucie ; Kozubková, Milada (referee) ; Sedlář, Milan (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
Dizertační práce je zaměřena na výzkum proudění v mezidiskových spárách hydraulických strojů s důrazem na čerpadla s nízkými specifickými otáčkami. Navzdory tomu, že tekutina v mezidiskových prostorách čerpadel zaujímá velmi malý objem, může výrazně ovlivnit proudění v celém stroji. To má následně vliv na provoz, charakteristiky a celkovou účinnost, zvlášť v případě čerpadel s nízkými specifickými otáčkami, protože stav proudění určuje vznikající diskové ztráty. Rovněž ovlivňuje rozložení tlaku a tím výslednou axiální sílu. Porozumění proudění v mezidiskových spárách je zatím omezené, současné poznatky vychází z teorie odvozené pro značně zjednodušený případ disku rotujícího v hladké válcové spáře. Použitelnost pro popis proudění ve skutečných hydraulických strojích je diskutabilní. Za účelem výzkumu proudění v reálném odstředivém čerpadle bylo navrženo a sestaveno experimentální zařízení umožňující pozorování proudění v zadní mezidiskové spáře pomocí optických metod, měření krouticího momentu a vznikající axiální síly. Také byla popsána metodika pro numerické simulace tohoto druhu proudění umožňující podchytit nestability a vírové struktury. Numerické simulace vhodně doplňují experimentální měření, rozšiřují rozmezí studovaných provozních podmínek a pomáhají popsat jevy, které by šlo měřením jen obtížně odhalit.
|
|
|
Design of a Very Low Specific Speed Pump
Chabannes, Lilian ; Sedlář, Milan (referee) ; Drábková, Sylva (referee) ; Rudolf, Pavel (advisor)
Čerpadla s nízkými specifickými otáčkami nacházejí uplatnění v široké škále aplikací, ale trpí nízkou účinností a rizikem nestability křivky dopravní výšky. Tato disertační práce pojednává o vylepšení hydraulických parametrů čerpadla se specifickými otáčkami ns = 32. Práce se zaměřuje na průtok v oběžném kole a ve spirále, které jsou řešeny pomocí CFD. Průzkum literatury ukázal, že přidání mezilopatek do průtokového kanálu je účinný způsob, jak zlepšit neuspokojivé proudění obecně přítomné v oběžných kolech s nízkými specifickými otáčkami. Byla zkoumána poloha mezilopatky v kanálu a vliv počtu přítomných mezilopatek. Část výsledků je ověřena experimentálně v laboratoři fakulty. Rovněž je zkoumán tvar spirály a pozornost je věnována numerickému řešení proudění u stěn a jeho vlivu na simulaci. Po numerických výpočtech na třech různých spirálách je navržen nový tvar, který zlepšuje vypočtové parametry čerpadla při nízkém i vysokém průtoku.
|
|
| |
|
|
Methodology for evaluation of the gear windage loss and thermal load of a tooth
Bauer, Petr ; Bartoš, Ondřej ; Hrubý, Jan ; Kordík, Jozef ; Krátký, Tomáš ; Sedlář, Milan
This report contains results of experiments identifying thermo-physical properties of a gearbox oil mist. The main part of the report studies a dependency of a gear wheel windage power loss on the radial and axial gap between the wheel and its enclosure. This parametric study relies primarily on the results coming from numerical simulations (CFD analysis). For the default enclosure configuration the evaluated power dissipation is compared with the values obtained using theoretical relationships. The theory is based on one-dimensional turbulent velocity profiles over smooth and rough surfaces. A summary of the theoretical analysis and the derivations are also included in the report.\nThe influence of a tooth shape on the windage power loss is also studied using the numerical simulations. A change of a tooth top surface angle is technologically easily realizable adjustment, and can have a positive effect on the power loss reduction. In the report there are performed simulations for varying angles of this surface and the expected improvements in aerodynamic properties are confirmed.\nThe last part of the report contains the formulation of boundary conditions for numerical evaluation of gear wheel heat balance. This information is documented more in detail in related research reports.\n
|
|
|
Generalization of the methodology for evaluation of the gear windage loss
Bauer, Petr ; Kordík, Jozef ; Krátký, Tomáš ; Sedlář, Milan
The first part of the report proposes a methodology for gear windage loss evaluation using CFD analysis. The methodology includes simplification of gearbox complex geometry and the toothed wheel and pinion are replaced by a rough-walled disks with additional braking volume forces. The values of volume forces were determined using auxiliary computations with a real gear geometry (a gear segment with periodical boundary conditions). The computations included configuration of the gear wheel meshing with the pinion, while distance of wheel enclosure was a variable parameter (the case without enclosure was tested as well). The cases without pinion were computed too, they were compared with earlier results obtained with the gear segment geometry.\nThe second part of the report contains a revision of the earlier proposed analytical approach. The approach can serve for approximate gear windage loss evaluation and its idea dwells in smooth connection of logarithmic velocity profiles. The gear windage loss values obtained from the analytical approach were compared with the results based on CFD analysis. A good agreement between both methods was concluded.\n
|
guest ::
RSS feed.