|
|
CFD simulace vibrací vyvolaných prouděním
Kubíček, Radek ; Vondál, Jiří (oponent) ; Buzík, Jiří (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zaměřuje na vibrace trubky vyvolané prouděním. Jejím hlavním cílem a přínosem je analýza tuhosti trubky při kontaktu dvou trubek a následné užití obdržených hodnot a závislostí pro CFD simulace vybrané geometrie. Práci lze rozdělit do tří částí. První část se věnuje současnému stavu poznání v oblasti vibrací vyvolaných prouděním. Uvádí základní mechanismy vibrací a metody k jejich potlačení. Druhá část se zabývá stanovením tuhosti trubky o zvolené geometrii a to i při vzniku kolize s jinou trubkou. Závěrečná část demonstruje a vyhodnocuje aplikaci získaných charakteristik v CFD simulacích.
|
|
|
Algoritmus automatického výběru vhodného typu zařízení z databáze výměníků tepla
Havlů, Michal ; Kohoutek, Josef (oponent) ; Jegla, Zdeněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá tvorbou výběrového algoritmu databáze výměníků tepla určených pro výběr vhodného typu výměníku pro danou aplikaci a sestavením tabulek priorit popisujících vhodnost jejich použití. Daná databáze je součástí víceúčelového výpočtového programu, jehož součástí jsou celkem tři moduly: modul umožňující výběr (či zúžení výběru) výměníku tepla pro danou aplikaci, modul určený pro tepelněhydraulický výpočet a modul pro výpočet investičních a provozních nákladů. Práce seznamuje s podstatou metody výběru tepelného výměníku vhodného pro danou aplikaci. V diplomové práci jsou specifikována jednotlivá kritéria výběru, ze kterých vyplývají tabulky priorit pro daný typ zařízení. Tyto tabulky jsou nezbytnou součástí výběrového algoritmu. Součástí práce byla i softwarová realizace vytvořeného výběrového algoritmu. Diplomová práce obsahuje i detailnější a podrobnější popis jednotlivých typů výměníků tepla zahrnutých ve výběrové databázi. Na jednoduchých příkladech je demonstrována funkce výběrového algoritmu pro výběr vhodného zařízení z databáze výměníků tepla pro danou průmyslovou aplikaci.
|
|
|
Tok látek v nestandardních procesních a energetických zařízeních
Chýlek, Martin ; Babička Fialová, Dominika (oponent) ; Turek, Vojtěch (vedoucí práce)
Distribuce tekutiny je důležitá v zařízeních obsahujících svazky trubek s omezeným počtem řad, neboť zajišťuje správnou funkci zařízení a někdy je specifická distribuce nutná k zajištění správného fungování technologie. Tato práce se zaměřuje na analýzu toku v takových zařízeních pomocí výpočetní dynamiky tekutin (CFD). Pro analýzu těchto systémů byly vytvořeny geometrické modely s různými počty řad trubek a různě dlouhými perforovanými částmi. Analýza prokázala výrazný vliv uspořádání vtokových a výtokových hrdel spolu s uspořádáním trubek v trubkovém svazku a jejich počtem. Dále byl vytvořen zjednodušený 1D model využívající koeficient nárůstu statického tlaku, který disponuje výrazně kratšími výpočetními časy. Bylo provedeno porovnání výsledků 1D modelu a CFD výpočtů za účelem stanovení odchylky obou modelů a stanovení jejich použitelnosti.
|
|
|
Vliv zanášení svazku trubek v kotli na jeho životnost
Volná, Kateřina ; Ing. Zdeněk JŮZA, Ph.D., MBA (oponent) ; Naď, Martin (vedoucí práce)
Zanášení trubkových svazků v kotlích na straně spalin, ovlivňuje nejen životnost, ale i tepelný výkon kotle a způsobuje růst nákladů na jeho údržbu a provoz. Je proto snaha tento proces minimalizovat nebo úplně odstranit. Tato práce se zaměřuje na porovnání životnosti a tepelného výkonu u nezaneseného a zaneseného trubkového svazku v kotli určeném na spalování černého uhlí. Jsou zde provedeny simulace proudění spalin v oblasti zaneseného a nezaneseného trubkového svazku kotle pomocí programu ANSYS Fluent, ze kterých vyplývá, že povrch trubkových svazků s nánosem je zahříván mnohem méně než povrch bez nánosu. Teplotní zatížení trubek získané z CFD analýzy, jsou následně aplikována na model vytvořený v programu ANSYS Mechanical, ve kterém je proveden výpočet teplotního pole na řezu jednotlivých trubek. Pomocí výsledků simulace je následně provedeno hodnocení vlivu zanášení na creepovou životnost a tepelný výkon. Z výsledků je patrné, že zanášení prodlužuje creepovou životnost, avšak rapidně sníží tepelný výkon silně zanesených trubek. Následně do dalších částí svazků proudí spaliny o vyšší teplotě a životnost trubek v dalších svazcích tak bude pravděpodobně snížena
|
|
|
Vliv přesnosti výpočtu na konečné parametry tepelného výměníku
Matyska, Stanislav ; Radil, Lukáš (oponent) ; Foral, Štěpán (vedoucí práce)
Cílem této práce je zpřesnění návrhu tepelného výměníku. Vychází se z předpokladu, že rozdělením trubkového svazku tepelného výměníku na větší počet dílů podle přenášeného tepelného výkonu lze dosáhnout přesnějších hodnot. První část práce je věnována rozdělení tepelných výměníků podle různých kritérií a stručnému popisu většiny z nich. Popisuje, jaké jsou jejich funkce a jaké jsou na ně kladeny nároky. Dále se podrobněji věnuje popisu trubkového tepelného výměníku, konkrétně typu plášťového, protože ten je pro tuto práci stěžejní. Pro výzkum vlivu přesnosti výpočtu je zvolen referenční tepelný výměník, na kterém probíhá studie. U referenčního tepelného výměníku jsou popsány jeho hlavní charakteristiky (přenášený tepelný výkon, teplonosná média, jejich teploty na vstupech a výstupech) a jeho konstrukce (geometrie tepelného výměníku, počet trubek, geometrie trubek). Práce se dále zabývá vlivem přesnosti výpočtu tepelného výměníku na jeho parametry. V další části je proveden základní výpočet délky trubkového svazku a tlakových ztrát navrhovaného tepelného výměníku. Jsou zde shromážděny teoretické podklady pro výpočet pomocí dělení jeho trubkového svazku. Konkrétní výpočty jsou provedeny tak, že trubkový svazek tepelného výměníku je rozdělen na volitelný počet dílů podle přenášeného tepelného výkonu. V každé části se provede výpočet délky daného dílu trubkového svazku. Jednotlivé délky se nakonec sečtou a dohromady dají délku celého trubkového svazku. Na konci této části jsou vypočítány tlakové ztráty v tepelném výměníku podobným způsobem jako u výpočtu celkové délky jeho trubkového svazku. V závěru práce jsou popsány a zdůvodněny výsledky výpočtů. Je zkoumán rozdíl výsledků mezi referenčním a navrženým tepelným výměníkem.
|
|
|
Simplified flow distribution modelling
Rebej, Miroslav ; Vondál, Jiří (oponent) ; Turek, Vojtěch (vedoucí práce)
The focus of this master’s thesis is modelling of fluid flow in parallel distribution systems where the uniformity of fluid distribution plays an important role. For this purpose, a custom CFD code is presented. The code is written in Java programming language and uses third-party low-level libraries for improved performance. The code is also characterised by certain simplifications that are expected to reduce computational times. The effect of employed simplification measures is evaluated by comparing the results of flow simulations on several geometries with the data yielded by detailed CFD models. The geometries of tube bundles are distinguished by different flow and tube arrangements and also by a different number of tubes.
|
|
|
Analýza cyklické únavy trubkového svazku vlivem proudění pracovního média
Buzík, Jiří ; Vincour, Dušan (oponent) ; Lukavský, Jiří (oponent) ; Vejvoda, Stanislav (vedoucí práce)
Hlavním cílem dizertační práce je kontrola trubkového svazku na cyklickou únavu způsobenou prouděním pracovního média v mezitrubkovém prostoru. Únava způsobená prouděním je způsobena vibracemi vyvolanými prouděním. Zkoumané vibrace jsou vyvolány vzájemnou interakcí dvou fází (pevné a tekuté). Předkládaná práce je zaměřena především na interakci trubkových svazků s tekutinou. Současná úroveň poznání v této oblasti umožňuje predikovat především únosnost v oblasti statického, resp. kvazi-statického zatížení. Tyto predikce jsou založeny na metodách srovnávající klíčové vibrační veličiny, jako jsou frekvence, amplitudy, případně rychlosti (viz. TEMA [1]). Tímto způsobem je možno rychle a relativně přesně určit výskyt vibrací, není však možné kvantitativně hodnotit vliv těchto vibrací na poškození trubkového svazku a predikovat tak jeho životnost, k čemuž by bylo zapotřebí určit např. teplotní pole a rozložení sil od tekutiny na tomto svazku. Současné metody numerických analýz velmi dobře umožňují řešit tuto problematiku velmi přesně avšak na úkor výpočtového času, výpočetních prostředků a licencí. Přínosem této práce je využití uživatelem definovaných funkcí (UDF) jakožto metody, která umožňuje napodobit interakci tekutiny a struktury v softwaru ANSYS Fluent. Tato práce klade velkou váhu na využití metod současného stavu poznání pro verifikaci a validaci výsledků, pro ověření výše zmíněné metody. Pro verifikaci a validaci výsledků jsou použity například experimentálně naměřené závislosti Reynoldsova a Strouhalova čísla, odporového součinitele nebo např. rozložení tlakového součinitele kolem trubky. Zároveň využívá metodu konečných prvků jakožto nástroje pro napěťově-deformační výpočet klíčové části na trubce, jakou je spoj trubka-trubkovnice. Dalším přínosem této práce je rozšíření grafického návrhu tepelného výměníku dle Poddara a Polleyho [2] o kontrolu na vibrační poškození dle metody popsané v publikaci TEMA [1]. Předkládaná práce upozorňuje na obrovský vliv rychlosti proudících tekutin jak na trubkové, tak mezitrubkové straně pro návrh tepelného výměníku. Jako etalon poškození si autor vybral výměník s označením 104 z publikace Heat Exchanger Tube Vibration Data Bank [3]. U tohoto výměníku bylo prokazatelně zjištěno vibrační poškození vlivem přestřižení trubek o přepážky. V poslední části jsou nastíněny možnosti a limity dalšího pokračování této práce.
|
|
|
CFD simulace vibrací vyvolaných prouděním
Kubíček, Radek ; Vondál, Jiří (oponent) ; Buzík, Jiří (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zaměřuje na vibrace trubky vyvolané prouděním. Jejím hlavním cílem a přínosem je analýza tuhosti trubky při kontaktu dvou trubek a následné užití obdržených hodnot a závislostí pro CFD simulace vybrané geometrie. Práci lze rozdělit do tří částí. První část se věnuje současnému stavu poznání v oblasti vibrací vyvolaných prouděním. Uvádí základní mechanismy vibrací a metody k jejich potlačení. Druhá část se zabývá stanovením tuhosti trubky o zvolené geometrii a to i při vzniku kolize s jinou trubkou. Závěrečná část demonstruje a vyhodnocuje aplikaci získaných charakteristik v CFD simulacích.
|
|
|
Simplified flow distribution modelling
Rebej, Miroslav ; Vondál, Jiří (oponent) ; Turek, Vojtěch (vedoucí práce)
The focus of this master’s thesis is modelling of fluid flow in parallel distribution systems where the uniformity of fluid distribution plays an important role. For this purpose, a custom CFD code is presented. The code is written in Java programming language and uses third-party low-level libraries for improved performance. The code is also characterised by certain simplifications that are expected to reduce computational times. The effect of employed simplification measures is evaluated by comparing the results of flow simulations on several geometries with the data yielded by detailed CFD models. The geometries of tube bundles are distinguished by different flow and tube arrangements and also by a different number of tubes.
|
|
|
Vliv zanášení svazku trubek v kotli na jeho životnost
Volná, Kateřina ; Ing. Zdeněk JŮZA, Ph.D., MBA (oponent) ; Naď, Martin (vedoucí práce)
Zanášení trubkových svazků v kotlích na straně spalin, ovlivňuje nejen životnost, ale i tepelný výkon kotle a způsobuje růst nákladů na jeho údržbu a provoz. Je proto snaha tento proces minimalizovat nebo úplně odstranit. Tato práce se zaměřuje na porovnání životnosti a tepelného výkonu u nezaneseného a zaneseného trubkového svazku v kotli určeném na spalování černého uhlí. Jsou zde provedeny simulace proudění spalin v oblasti zaneseného a nezaneseného trubkového svazku kotle pomocí programu ANSYS Fluent, ze kterých vyplývá, že povrch trubkových svazků s nánosem je zahříván mnohem méně než povrch bez nánosu. Teplotní zatížení trubek získané z CFD analýzy, jsou následně aplikována na model vytvořený v programu ANSYS Mechanical, ve kterém je proveden výpočet teplotního pole na řezu jednotlivých trubek. Pomocí výsledků simulace je následně provedeno hodnocení vlivu zanášení na creepovou životnost a tepelný výkon. Z výsledků je patrné, že zanášení prodlužuje creepovou životnost, avšak rapidně sníží tepelný výkon silně zanesených trubek. Následně do dalších částí svazků proudí spaliny o vyšší teplotě a životnost trubek v dalších svazcích tak bude pravděpodobně snížena
|
host ::
RSS.