|
|
Využití hydrodynamické kavitace pro čištění vody
Balko, Marek ; Kozák, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se věnuje zkoumání vlastností kavitace s důrazem na kavitaci hydrodynamickou a jejímu využití pro odstraňování nežádoucích a špatně odbouratelných chemických sloučenin z vody. Díky vysokým teplotám a tlakům přítomným u zániku kavitačních bublin dochází k rozkladu vody na vysoce reaktivní hydroxylové radikály, které jsou schopny rozložit i špatně odbouratelné sloučeniny. Tento jev může být nadále posílen využitím pokročilých oxidačních procesů, v anglické literatuře nazývaných advanced oxidation process – AOP. Experimentální část práce je zaměřena na zkoumání schopnosti hydrodynamické kavitace odbourávat konkrétní chemickou látku z vody – estrogen.
|
|
|
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.
|
|
| |
|
|
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.
|
|
|
Vliv fraktální geometrie na turbulentní proudění
Hochman, Ondřej ; Štefan, David (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním proudění (CFD) dvou clon s odlišnými otvory, ale s téměř stejnými průtočnými plochami. První clona je clona s kruhovým otvorem, která se běžně v praxi používá pro bezúdržbové měření průtoku. Druhá clona má otvor navržený na základě fraktální geometrie, konkrétně na základě von Kochovy vločky. Práce navazuje na bakalářskou práci, ve které se experimentálně zjistilo, že právě clony s otvory navrženými podle fraktální geometrie mají lepší hydraulické vlastnosti (ztrátový součinitel a menší tlakové pulzace) než clona s kruhovým otvorem. Cílem je potvrzení závěrů z experimentů, tentokrát pomocí CFD s využitím různých modelů turbulence. Bylo provedeno výpočtové modelování jak jednofázové (tedy bez kavitace), tak vícefá-zové (proudění s kavitací). Jednotlivé modely byly mezi sebou porovnány z pohledu hydraulických a dynamických charakteristik.
|
|
|
Cavitating jet
Kotoulová, Helena ; Kozák, Jiří (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
This diploma’s thesis deals with the cavitating liquid jet and cavitation erosion models. It is divided into three main parts. The theoretical part describes the fundamental principles of cavitation and its negative effects on the surface of circumflowed solid materials (e.g. at hydraulic machines). An extensive chapter is also devoted to a description of the cavitating liquid jet itself, including the mechanisms of its inception, growth and collapse. Another subchapter focuses on cavitation erosion models, which are of great importance for a prediction of the cavitation erosion in the phase of computational simulation. In the experimental part, a copper sample was exposed to the cavitating jet in a test rig inspired by ASTM G134 standard and consequently, graphs of cumulative mass loss and mass loss rate were created. In addition, a visualization using high-speed camera was performed for better understanding of the cavitating liquid jet dynamic behavior. The last part focuses on numerical simulations using Computational Fluid Dynamics (CFD) and the cavitation erosion prediction. Multiple computations were performed on different types of mesh with different turbulence models in order to optimize the numerical simulation. Subsequently, the results from the simulations were evaluated and used together with the results from the experiment to predict cavitation erosion.
|
|
|
Zpracování naměřených signálů z kavitačních experimentů
Asszonyi, Ondřej ; Habán, Vladimír (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou detekce kavitace vzniklé v hydraulických systémech a zařízeních. Vychází z reálných dat experimentu kavitačního tunelu, kde byl zkoumán vznik kavitace na osamělém profilu. Zjišťuje existenci závislosti časových záznamů a jejich frekvenčních spekter na provozním režimu. Dále jsou data zkoumána i pomocí několika statistických metod. To vše je následně využito v metodě neuronových sítí.
|
|
|
Hydraulické charakteristiky proudění v kavitačních tryskách
Gríger, Milan ; Habán, Vladimír (oponent) ; Rudolf, Pavel (vedoucí práce)
Hlavním cílem diplomové práce bylo zjištění hydraulických charakteristik pro několik druhů kavitačních trysek, vliv rotace kapaliny na tyto hydraulické charakteristiky a vizualizace kavitujícího proudění. Diplomová práce je rozdělena do dvou částí, teoretické a praktické. V teoretické části se práce zabývá objasněním problematiky kavitace- jejím vznikem, vývojem a zánikem. Do této části spadá také vysvětlení vířivého proudění, kde jsou uvedeny základní modely vírů. Praktická část diplomové práce byla provedena formou experimentu. Cílem experimentu bylo zjištění hydraulických charakteristik trysek s následným porovnáním. Experimentální část byla zpracována pomocí vizualizace s následným vyhodnocením v programech Microsoft Excel 2007 a Parametr.
|
|
| |
|
| |
host ::
RSS.