|
|
Faktory ovlivňující sprchové chlazení za vysokých teplot
Chabičovský, Martin ; Čarnogurská, Mária (oponent) ; Hajduk, Daniel (oponent) ; Raudenský, Miroslav (vedoucí práce)
Sprchové chlazení horkých povrchů se v metalurgickém průmyslu využívá při kontinuálním odlévání, válcování za tepla či při tepelném zpracování. Při sprchovém chlazení v metalurgickém průmyslu je voda rozprašována na chlazený povrch tryskami, přičemž dochází k rozpadu proudu vody na kapky. Sprchové chlazení horkých povrchů lze charakterizovat jako nucenou konvekci za přítomnosti varu. Tento fyzikálně komplikovaný děj je ovlivňován mnoha faktory, jako jsou příměsi a nečistoty ve vodě, teplota vody, průtok vody, velikost kapek, dopadová rychlost kapek, teplota povrchu, drsnost povrchu či přítomnost oxidů (okují) na chlazeném povrchu. Dominantní faktor, který ovlivňuje přenos tepla při sprchovém chlazení je průtok vody na jednotku plochy chlazeného povrchu. Ostatní faktory mají menší avšak též významný vliv. Tato práce se zabývá vlivem teploty vody, drsnosti povrchu a přítomnosti oxidů na intenzitu sprchového chlazení. Tyto faktory jsou studovány za pomocí laboratorních experimentů, při nichž je horký ocelový povrch chlazen vodním sprejem. Vliv vrstvy oxidů na chlazeném povrchu je též studován za pomocí numerické simulace. Získané experimentální výsledky jsou vysvětleny na základě teorie a zobecněny za pomocí matematických metod.
|
|
|
Určení termofyzikálních vlastností okují na oceli pro vysoké teploty
Ondruch, Tomáš ; Votavová, Helena (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
Práce se zabývá termofyzikálními vlastnostmi vrstvy okují na oceli a jejich určením pro vysoké teploty. Úvodní část shrnuje základní charakteristiky okují, dále se věnuje principům přenosu tepla s důrazem na vedení. V navazujícím textu je popsán současný stav výzkumu termofyzikálních vlastností okují. Následně se práce věnuje experimentálnímu měření termofyzikálních vlastností pomocí laserové zábleskové metody a popisu provedeného měření. V dalších kapitolách je představen konečněprvkový numerický model měřicího zařízení a je vysvětlena technika výpočtu termofyzikálních vlastností okují. Dosažené výsledky jsou srovnány s dostupnými daty a je provedena citlivostní analýza vybraných parametrů modelu.
|
|
|
Kvantifikace mechanismů hydraulického odstranění okují
Hrabovský, Jozef ; Toman,, Zdeněk (oponent) ; Dobeš, Ferdinand (oponent) ; Horský, Jaroslav (vedoucí práce)
Problematika odstraňování okují je významnou součástí při tváření a tepelném zpracování oceli a ocelových polotovarů. Získáváním nových informací a studiem tohoto procesu je možné zvýšit efektivitu a zlepšit kvalitu povrchů po odokujení. Tato práce je zaměřená na kvantifikaci mechanizmů vysokotlakého hydraulického odstraňování okují a studium samotných chemických sloučenin, ze kterých jsou okuje složeny. K dosažení všech stanovených cílů práce a pro získání komplexního pohledu na odstraňování okují bylo použito několik experimentálních měření a výpočtových analýz. Všechna experimentální měření byla zaměřena na získání dat o zásadních vlivech a parametrech při hydraulickém odstraňování okují. Data získaná z provedených měření byla aplikována pro výpočtové analýzy, které měly za cíl odhalit hlubší souvislosti a potvrdit tak experimentální výsledky. Tuto práci je možné rozdělit na dvě základní části. První část je věnována studiu jednotlivých parametrů hydraulického paprsku. Mezi zkoumanými parametry vysokotlakého vodního paprsku byl součinitel přestupu tepla, impaktní tlak při různých režimech standardního nebo pulzujícího vodního paprsku. Experimentálně změřená data těchto parametrů byla použita pro výpočtové analýzy, které byly zaměřeny na vliv parametrů vodního paprsku na napjatost ve vrstvě okují. Další analýza vodního paprsku byla zaměřena na vliv jednotlivých částí hydraulické soustavy (jako jsou, rozvodní kolektor nebo stabilizátor) na její charakteristiky. Byly zkoumány různé typy kolektorů v kombinaci s různými druhy stabilizátorů a jejich vliv na hodnoty impaktního tlaku. Toto studium bylo podpořeno výpočtovou analýzou proudění uvnitř hydraulické soustavy. Další část této práce byla zaměřena na získání mechanických vlastností okují připravených na vzorcích z běžné konstrukční oceli a na vzorcích připravených z oceli s vyšším obsahem křemíku. Vliv jednotlivých parametrů a charakteristik byl v této práci zkoumán právě na těchto dvou typech oceli. Analýza mechanických vlastností okují byla prováděna pomocí metody tzv. protlačování malých vzorků („Small Punch Test“). Pro získání základních mechanických vlastností jako modul pružnosti, mez kluzu či mez pevnosti byla provedena optimalizace materiálových parametrů na základě změřených dat. Celá tato práce byla prováděna s cílem získat hodnotné a ucelené výsledky o vysokotlakém hydraulickém odstraňování okují a ovlivňujících faktorech i o samotných okujích.
|
|
|
Návrh a dispoziční uspořádání vysokotlaké čerpací stanice
Václavík, Tomáš ; Franc, Zdeněk (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na návrh a dispoziční uspořádání vysokotlaké čerpací stanice s plunžrovými čerpadly a s akumulací tlakové vody pro ostřik okují z bram a polotovarů (plechů) válcovaných za tepla. Teoretická (úvodní) část práce obsahuje popis tvorby okují a mechanismů jejich odstranění a vyjádření účinku vodního paprsku na pevnou stěnu. Praktická část práce je zaměřena na vlastní návrh čerpací stanice včetně dimenzování strojního zařízení. Součástí je i technická dokumentace pro již navrženou čerpací stanici a specifikace hlavních strojů a zařízení.
|
|
|
Vývoj nových přístupů v odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli s využitím vysokotlakého vodního paprsku
Votavová, Helena ; Hloch,, Sergej (oponent) ; Čecho, Ladislav (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
Práce shrnuje základní a aktuální poznatky v oblasti odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli za tepla s využitím vysokotlakého vodního paprsku a navrhuje další zefektivnění tohoto procesu v průmyslové výrobě. První část práce se zabývá vznikem, strukturou a fyzikálními vlastnostmi okují. Druhá část popisuje samotné principy odstraňování okují s využitím vysokotlakého vodního paprsku. Třetí část se věnuje popisu konkrétních typů experimentů, sloužících ke studiu vysokotlakého vodního paprsku. Čtvrtá část se věnuje popisu provedených experimentů a jejich vyhodnocení a představuje tak těžiště dizertační práce. Je rozdělena na šest sekcí, které samostatně řeší předem definované cíle dizertační práce. První sekce praktické části se zaměřuje na vývoj výšky a struktury okují u ocelí 54SiCr6 a HDT580X. Bylo prokázáno, že výška vytvářených okují roste s časem a teplotou oxidace. Zároveň byla ověřena vrstevnatá povaha vytvářených okují. Druhá sekce zkoumá vliv změny stabilizátoru trysky na fokusaci a rozložení impaktního tlaku trysky. Bylo prokázáno, že lze dosáhnout zvýšení průměrného maximálního tlaku trysky až o 11 %, v závislosti na typu trysky a délce stabilizátoru. Třetí sekce se zabývá analýzou stínografických fotografií struktur vodních paprsků u odkujovacích trysek. V rámci dizertační práce byl vyvinut skript pro analýzu těchto fotografií pomocí adaptivního prahování. Zjištěné poznatky jsou korelovány pomocí regresní analýzy s průměrným součinitelem přestupu tepla. U většiny navržených standardních konfigurací trysek dochází ve výšce válcovaného povrchu k rozpadu vodního proudu na drobné kapky. Čtvrtá sekce se věnuje oblasti překryvu vodních paprsků, především pak oblasti tzv. washoutu, kde je impaktní tlak jedné trysky redukován proudem trysky druhé. Je zkoumán vliv změny tlaku a vzájemného přesazení odkujovacích trysek. Analýza prokázala, že změna tlaku nemá statisticky vliv na procentuální redukci impaktního tlaku v oblasti washoutu. Bylo prokázáno, že pokud je oblast washoutu široká, může docházet ke snížení efektivity odstraňování okují v této oblasti. Pátá sekce navazuje na sekci předchozí a zaměřuje se přímo na oblasti překryvu vodních paprsků. Je zkoumán vliv změny natočení a rozteče páru odkujovacích trysek. Experimenty ukázaly, že malé změny rozteče trysek nemají významný vliv na impaktní tlak a součinitel přestupu tepla. Vliv natočení trysek naopak představoval významný faktor pro efektivitu a homogenitu odkujení povrchu. Poslední sekce se zabývá vlivem rychlosti válcovací tratě na součinitel přestupu tepla při procesu odstraňování okují. S využitím regresního modelu bylo prokázáno, že s vyšší rychlostí válcování dochází ke snížení průměrného součinitele přestupu tepla. Závěr práce shrnuje konkrétní výsledky dizertační práce a jsou navrženy kroky, kterými lze v průmyslu zefektivnit proces odstraňování okují.
|
|
|
Linka na tvářeni výlisku za tepla o hmotnosti do 100 kg
Smyček, Ondřej ; Humlíček, Jaroslav (oponent) ; Omes, Jiří (vedoucí práce)
Projekt byl vypracovaný v rámci inženýrského studia a jeho cílem bylo navrhnout linku na výrobu zadaných součástí v odpovídající kvalitě a množství, a to technologií zpětného a dopředného protlačovaní za tepla. Byly navrženy jednotlivé technologické kroky, stanoveny potřebné parametry pro jednotlivé operace, na jejichž základě byly zvoleny odpovídající stroje. Závěrem práce je technicko-ekonomické zhodnocení zvolené varianty, která počítá s návratností za 10 let, při průměrné produkci 40 000 kusů.
|
|
|
VLIV PARAMETRŮ VYSOKOTLAKÉHO OSTŘIKU NA KVALITU ODOKUJENÍ
Vavrečka, Lukáš ; Toman,, Zdeněk (oponent) ; Pavliska,, Martin (oponent) ; Horský, Jaroslav (vedoucí práce)
Tato práce se komplexně zabývá procesem hydraulického odokujení horkých povrchů. Hydraulické odokujení je proces, při němž jsou odstraňovány vrstvy oxidů z horkých, obvykle ocelových povrchů za pomoci vysokotlakého ostřiku vodním paprskem. Kvalita odokujení je významná pro výslednou kvalitu povrchu válcovaného produktu. Nedostatečné odokujení způsobuje mimo snížení výsledné kvality produktu také značné opotřebení pracovních válců a ztrátu výnosů. Vodní paprsek působí na povrch okují dvěma způsoby. Prvním je mechanická síla dopadající vody a druhým je teplotní ovlivnění ostřikované oblasti způsobující teplotní šok. Existuje mnoho teorií o tom, na jakém principu jsou při tomto procesu okuje odstraňovány. Úkolem této práce tedy bylo objasnit použitelnost jednotlivých teorií a to jak teoreticky, matematickým modelování, tak prakticky, experimenty simulujícími samotný proces odokujení. V experimentální části byly provedeny tři typy experimentálních měření. Prvním je měření dynamické síly vodního paprsku trysky- impaktního tlaku. Druhým je měření teploty ve vzorku během průjezdu pod ostřikovou tryskou a určení součinitele přestupu tepla pomocí inverzní úlohy. Třetím je simulace samotného procesu odokujení a zhodnocení výsledné kvality ostřikovaného povrchu stanovením množství zbylých okují. Data z prvního a druhého typu měření jsou současně použita i jako okrajové podmínky pro výpočtové modely. Ve druhé, výpočtové části byl v MKP (metoda konečných prvků) systému ANSYS vytvořen matematický 2D a 3D model základního materiálu s vrstvou okují. Na těchto modelech byl zkoumán vliv změřených okrajových podmínek na průběh napětí ve vrstvě okují. Byl rovněž zkoumán vliv zadávaných materiálových vlastností. Ty jsou totiž velice špatně měřitelné a objevují se v literatuře se značným rozptylem.
|
|
|
Vliv vrstvy oxidů na chlazení ocelových povrchů
Resl, Ondřej ; Pohanka, Michal (oponent) ; Chabičovský, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vlivem vrstvy oxidů na sprchové chlazení ocelových povrchů. V rámci práce jsou vytvořeny ocelové vzorky s vrstvou oxidů a je charakterizována tloušťka, poréznost a drsnost této vrstvy. Pro různé režimy oxidace je stanoven průměrný součinitel tepelné vodivosti porézní vrstvy oxidů. Na vytvořených vzorcích je dále experimentálně zkoumán vliv vrstvy oxidů na součinitel přestupu tepla při sprchovém chlazení a pro vybraný experiment je provedena zjednodušená numerická simulace průběhu chlazení. Nechybí zde také teoretický úvod k dané problematice.
|
|
|
Vývoj nových přístupů v odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli s využitím vysokotlakého vodního paprsku
Votavová, Helena ; Hloch,, Sergej (oponent) ; Čecho, Ladislav (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
Práce shrnuje základní a aktuální poznatky v oblasti odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli za tepla s využitím vysokotlakého vodního paprsku a navrhuje další zefektivnění tohoto procesu v průmyslové výrobě. První část práce se zabývá vznikem, strukturou a fyzikálními vlastnostmi okují. Druhá část popisuje samotné principy odstraňování okují s využitím vysokotlakého vodního paprsku. Třetí část se věnuje popisu konkrétních typů experimentů, sloužících ke studiu vysokotlakého vodního paprsku. Čtvrtá část se věnuje popisu provedených experimentů a jejich vyhodnocení a představuje tak těžiště dizertační práce. Je rozdělena na šest sekcí, které samostatně řeší předem definované cíle dizertační práce. První sekce praktické části se zaměřuje na vývoj výšky a struktury okují u ocelí 54SiCr6 a HDT580X. Bylo prokázáno, že výška vytvářených okují roste s časem a teplotou oxidace. Zároveň byla ověřena vrstevnatá povaha vytvářených okují. Druhá sekce zkoumá vliv změny stabilizátoru trysky na fokusaci a rozložení impaktního tlaku trysky. Bylo prokázáno, že lze dosáhnout zvýšení průměrného maximálního tlaku trysky až o 11 %, v závislosti na typu trysky a délce stabilizátoru. Třetí sekce se zabývá analýzou stínografických fotografií struktur vodních paprsků u odkujovacích trysek. V rámci dizertační práce byl vyvinut skript pro analýzu těchto fotografií pomocí adaptivního prahování. Zjištěné poznatky jsou korelovány pomocí regresní analýzy s průměrným součinitelem přestupu tepla. U většiny navržených standardních konfigurací trysek dochází ve výšce válcovaného povrchu k rozpadu vodního proudu na drobné kapky. Čtvrtá sekce se věnuje oblasti překryvu vodních paprsků, především pak oblasti tzv. washoutu, kde je impaktní tlak jedné trysky redukován proudem trysky druhé. Je zkoumán vliv změny tlaku a vzájemného přesazení odkujovacích trysek. Analýza prokázala, že změna tlaku nemá statisticky vliv na procentuální redukci impaktního tlaku v oblasti washoutu. Bylo prokázáno, že pokud je oblast washoutu široká, může docházet ke snížení efektivity odstraňování okují v této oblasti. Pátá sekce navazuje na sekci předchozí a zaměřuje se přímo na oblasti překryvu vodních paprsků. Je zkoumán vliv změny natočení a rozteče páru odkujovacích trysek. Experimenty ukázaly, že malé změny rozteče trysek nemají významný vliv na impaktní tlak a součinitel přestupu tepla. Vliv natočení trysek naopak představoval významný faktor pro efektivitu a homogenitu odkujení povrchu. Poslední sekce se zabývá vlivem rychlosti válcovací tratě na součinitel přestupu tepla při procesu odstraňování okují. S využitím regresního modelu bylo prokázáno, že s vyšší rychlostí válcování dochází ke snížení průměrného součinitele přestupu tepla. Závěr práce shrnuje konkrétní výsledky dizertační práce a jsou navrženy kroky, kterými lze v průmyslu zefektivnit proces odstraňování okují.
|
|
|
Vliv vrstvy oxidů na chlazení ocelových povrchů
Resl, Ondřej ; Pohanka, Michal (oponent) ; Chabičovský, Martin (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vlivem vrstvy oxidů na sprchové chlazení ocelových povrchů. V rámci práce jsou vytvořeny ocelové vzorky s vrstvou oxidů a je charakterizována tloušťka, poréznost a drsnost této vrstvy. Pro různé režimy oxidace je stanoven průměrný součinitel tepelné vodivosti porézní vrstvy oxidů. Na vytvořených vzorcích je dále experimentálně zkoumán vliv vrstvy oxidů na součinitel přestupu tepla při sprchovém chlazení a pro vybraný experiment je provedena zjednodušená numerická simulace průběhu chlazení. Nechybí zde také teoretický úvod k dané problematice.
|
host ::
RSS.