Tlakové ztráty a tepelný výkon hydraulických kostek lineární integrované hydraulické jednotky
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Častým problémem při návrhu hydraulických systémů jsou tlakové ztráty způsobené pohybem viskózní kapaliny jednotlivými prvky hydraulických obvodů. Tyto ztráty mají obecně negativní vliv na účinnost hydraulických zařízení a tedy na jejich celkový provoz. Důsledkem zmiňovaných ztrát je mimo jiné změna teploty pracovního média a prvků zařazených do obvodu. Tato diplomová práce je zaměřena na stanovení tepelného výkonu hydraulických kostek lineární integrované hydraulické jednotky (dále jen LIHJ), která je prototypovým hydraulickým zvedacím zařízením. Při provozu LIHJ lze ztráty vznikající v potrubí a hadicích určit početně a experimentálně. Převážná většina hydrostatických převodníků a dalších hydraulických prvků je až na výjimky vždy dodávána s potřebnou dokumentací, která obsahuje veškeré potřebné informace, jako experimentální charakteristiky apod. Problematickou částí jsou ovšem hydraulické kostky, které jsou specifické svými rozměry a funkčním užitím. Pro výrobce je samozřejmostí příprava potřebné technické dokumentace včetně charakteristik důležitých pro bezporuchovou funkci celého hydraulického systému. Hlavním cílem této práce je určit tlakové ztráty a tepelný výkon hydraulických kostek s využitím programu pro tvorbu geometrie a výpočetního softwaru Ansys Fluent, který je založen na metodě konečných prvků. Pokud to bude technicky možné, tyto výpočty se porovnají s výsledky experimentálního měření a dále se zhodnotí tepelný výkon obou kostek vůči ostatním hydraulickým prvkům a celému zařízení. Výsledky simulace budou uplatněny v softwaru určeném pro výpočet ohřevu celé LIHJ při různých provozních režimech a zatíženích. Dále budou tyto výsledky podkladem pro návrh geometrie hydraulických kostek s nízkými tlakovými ztrátami, což povede ke snížení energetické náročnosti celého zařízení. V práci jsou v závěru stručně představeny pokročilé metody výroby hydraulických kostek, zejména se jedná o metodu 3-D lití.
A common problem in the design of hydraulic systems is the pressure losses caused by movement of viscous liquid in individual elements of hydraulic circuits. These losses have negative effects on the overall efficiency of hydraulic systems and thus their overall operation. There is a change in temperature of working fluid and components (elements) of circuit due to the result of the mentioned losses. This master thesis is focused on the heat generation (output) in hydraulic cubes of a linear integrated hydraulic cubes (here in after LIHJ) which is the prototype of hydraulic lifting equipment. Losses, arising during the operation LIHJ in pipes and in hoses, can be determined numerically and experimentally. Most of hydrostatic transmitters and others hydraulic components are almost always supplied with the necessary documentation which contains all the necessary information such as experimental characteristics, etc. However problematic parts are the hydraulic blocks which are specific to their size and function. Of course, each manufacturer must prepare technical documentation including characteristics which are important for trouble-free operation of the hydraulic system. The main aim of this work is to determine pressure losses and the heat generation (output) in the hydraulics blocks by program which is used for creating geometry and computing using software like Ansys Fluent, which is based on the finite element method. If these calculations could be compared with experimental measurement technically, then heat generation (output) in both the cubes will be evaluated towards other hydraulic components and the whole system (device). The simulation results will be implemented in software which is used for calculation of heat generation in LIHJ at different operating modes and loads. Furthermore, these results will be the basis for the design of geometry of hydraulic blocks with low pressure losses which will reduce energy consumption of the device. At the end of this thesis, some advanced methods for the manufacturing of hydraulic blocks are briefly introduced, namely the method 3-D casting.
A common problem in the design of hydraulic systems is the pressure losses caused by movement of viscous liquid in individual elements of hydraulic circuits. These losses have negative effects on the overall efficiency of hydraulic systems and thus their overall operation. There is a change in temperature of working fluid and components (elements) of circuit due to the result of the mentioned losses. This master thesis is focused on the heat generation (output) in hydraulic cubes of a linear integrated hydraulic cubes (here in after LIHJ) which is the prototype of hydraulic lifting equipment. Losses, arising during the operation LIHJ in pipes and in hoses, can be determined numerically and experimentally. Most of hydrostatic transmitters and others hydraulic components are almost always supplied with the necessary documentation which contains all the necessary information such as experimental characteristics, etc. However problematic parts are the hydraulic blocks which are specific to their size and function. Of course, each manufacturer must prepare technical documentation including characteristics which are important for trouble-free operation of the hydraulic system. The main aim of this work is to determine pressure losses and the heat generation (output) in the hydraulics blocks by program which is used for creating geometry and computing using software like Ansys Fluent, which is based on the finite element method. If these calculations could be compared with experimental measurement technically, then heat generation (output) in both the cubes will be evaluated towards other hydraulic components and the whole system (device). The simulation results will be implemented in software which is used for calculation of heat generation in LIHJ at different operating modes and loads. Furthermore, these results will be the basis for the design of geometry of hydraulic blocks with low pressure losses which will reduce energy consumption of the device. At the end of this thesis, some advanced methods for the manufacturing of hydraulic blocks are briefly introduced, namely the method 3-D casting.
Description
Citation
SOUKUP, L. Tlakové ztráty a tepelný výkon hydraulických kostek lineární integrované hydraulické jednotky [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2012.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fluidní inženýrství
Comittee
prof. Ing. Jan Melichar, CSc. (předseda)
doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Franc, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Zavadil (člen)
Date of acceptance
2012-06-18
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení