Napěťově-deformační analýza hřídele míchadla s využitím modelování interakce s proudící tekutinou
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Diplomová práce se zabývá numerickými simulacemi FSI (Fluid Structure Interaction) s použitím softwarů ANSYS Fluent a ANSYS Mechanical. Účelem je vyhodnotit interakci proudící tekutiny s míchadlem v zařízení na propírání vaječných skořápek, jehož hřídel se během provozu zdeformovala. Transientní CFD výpočty zahrnují jednofázové i vícefázové proudění, pro vyšetření vlivu tekutiny na míchadlo je využito jednocestné FSI analýzy. Vyhodnoceny jsou jednak dynamické jevy v kvazi ustáleném stavu systému, tedy při zařízení v plném provozu, jednak při rozjezdu zařízení. Výpočty ukázaly, že vliv sekundární fáze na míchadlo a dynamiku procesu při plném provozu lze považovat za zanedbatelný, zařízení je nejvíce namáháno při rozběhu. V závěru práce jsou rozebrány možné příčiny deformace hřídele a nastíněny možnosti k dalším simulačním výpočtům.
This master’s thesis deals with numerical simulations of type FSI (Fluid Structure Interaction). Software used is ANSYS Fluent and ANSYS Mechanical. The aim of this thesis is to study the interaction between fluid flow in the mixing tank used in pharmaceutical industry to process eggshells and the agitator whose shaft has deformed during operation. CFD part consists of both one-phase and multi-phase transient simulations. The impact of solid body deformation on fluid flow is neglected hence only one-way Fluid Structure Interaction is considered for the simulations. Fluid flow in the tank and stress-strain behavior of the shaft is evaluated both in quasi-steady state and during start-up of the device. Computations showed that the impact of eggshells on agitator is negligible during operation (in quasi-steady state) unlike the behavior during start-up of the device when stresses and strains of the shaft are significantly higher. Possible reasons why the shaft deformed are presented and further numerical simulations are discussed and suggested.
This master’s thesis deals with numerical simulations of type FSI (Fluid Structure Interaction). Software used is ANSYS Fluent and ANSYS Mechanical. The aim of this thesis is to study the interaction between fluid flow in the mixing tank used in pharmaceutical industry to process eggshells and the agitator whose shaft has deformed during operation. CFD part consists of both one-phase and multi-phase transient simulations. The impact of solid body deformation on fluid flow is neglected hence only one-way Fluid Structure Interaction is considered for the simulations. Fluid flow in the tank and stress-strain behavior of the shaft is evaluated both in quasi-steady state and during start-up of the device. Computations showed that the impact of eggshells on agitator is negligible during operation (in quasi-steady state) unlike the behavior during start-up of the device when stresses and strains of the shaft are significantly higher. Possible reasons why the shaft deformed are presented and further numerical simulations are discussed and suggested.
Description
Keywords
výpočtová dynamika tekutin, CFD, interakce s proudící tekutinou, MRF, strukturální analýza, vícefázové proudění, model Eulerian, ANSYS FLuent, ANSYS Mechanical, Computational Fluid Dynamics, CFD, Fluid Structure Interaction, MRF, structural analysis, multiphase flow, Eulerian model, ANSYS Fluent, ANSYS Mechanica
Citation
ZIFČÁKOVÁ, B. Napěťově-deformační analýza hřídele míchadla s využitím modelování interakce s proudící tekutinou [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (místopředseda)
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Hrabec, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Puchýř, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-13
Defence
Byly zodpovězeny dotazy oponenta závěrečné práce.
Dotaz na způsob získání podkladů pro úlohu řešenou v práci, zodpovězeno.
Dotaz na vliv deformace míchadla na provoz technologie (nároky na ložiska, gufera a další), zodpovězeno.
Dotaz na provedení výpočtového modelu a dotazy na geometrii řešeného zařízení, zodpovězeno.
Dotaz na hlavní výstup závěrečné práce, zodpovězeno.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení