MICHÁLKOVÁ, A. Deformace a poškozování kolen trubkových svazků výměníků tepla vlivem teploty [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Diplomová práce Bc. Anežky Michálkové byla zaměřena na poškozování kolen trubkových svazků vlivem teploty. Konkrétně řešený případ byl přehřívák páry v kotli na zemní plyn, kde byl jako významný mechanismus poškození předpokládán creep. Vzhledem k vysoké citlivosti creepu na teploty a napětí bylo nutno provést detailní analýzy teplotního pole a napjatosti v kolenech trubkového svazku a jejich okolí. První kapitola práce je z velké části věnována numerickým simulacím proudění (CFD) a vedení tepla a pevnosti (MKP), které jsou dále v práci hojně využívány. Zbývající část je věnována creepu, matematickým modelům pro jeho popis a vyhodnocování. V následující kapitole je krátce představen konkrétně řešený případ přehříváku páry, navazující poslední kapitola se pak věnuje samotnému řešení daného případu. Jak je u podobných případů časté, teoreticky by bylo možné všechny potřebné veličiny pro hodnocení creepu nasimulovat najednou, v praxi by ovšem toto řešení bylo výpočetně neúnosně náročné. Proto bylo třeba volit vhodná zjednodušení pro vyšší efektivitu řešení za cenu přijatelných odchylek. Bc. Anežka Michálková se s tímto problémem vypořádala využitím série navazujících analytických výpočtů i numerických analýz proudění, vedení tepla a napětí zaměřených na jednu řadu trubek. Výsledkem byly detailní informace o proudění a teplotním poli v kolenech a jejich okolí se zohledněním vlivu lokálních změn tlouštěk stěn kolen vyrobených ohybem rovných trubek. Tyto informace pak byly použity v hodnocení creepové životnosti, která byla ve výsledku v kolenech vyšší než v rovných úsecích trubek. Práci Bc. Anežky Michálkové hodnotím jako výbornou a doporučuji ji k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | B | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | B |
Studentka Anežka Michálková předložila diplomovou práci na téma deformace a poškozování kolen trubkových svazků výměníku tepla vlivem teploty. V úvodní části provedla studentka podrobnou rešerši, která je základem pro následné praktické výpočty kolen trubkových svazků. Rešerše zahrnuje poznatky o metodě výpočtového modelování dynamiky tekutin, metodě konečných prvků a poškozování vlivem teploty. Rešerši lze označit za velmi podrobnou. V další části studentka popisuje řešený problém, řešený na trubkovém svazeku přehřívače. V této kapitole je také proveden výpočet změny tloušťky trubky v oblasti kolene, který je zásadní zejména pro následně vykonané pevnostní analýzy. V kapitole čtvrté je uvedena struktura výpočtu, kdy studentka použila nejprve analytických výpočtů pro určení součinitelů přestupu tepla v trubce na vnější i vnitřní straně pro účely zadávání okrajových podmínek následně provedených numerických simulací. Následný CFD výpočet je proveden v několika stupních na zjednodušené geometrii, omezené pouze na řadu periodicky se opakujících trubek, z které jsou pro analýzy vybrány dvě trubky. Nejprve je řešena vnější strana trubky, pro získání okrajových podmínek pro výpočet součinitelů tepla a teplotního pole na vnitřní stěně trubky. Takto získaná teplotní pole na trubkách jsou potom aplikována v pevnostním výpočtu, který je zaměřen především na namáhání kolen trubkového svazku, stejně jako na závěr provedený výpočet creepové životnosti. Zvýšené namáhání v oblasti kolen trubkového svazku se nepodařilo prokázat, což lze z pohledu bezpečnosti považovat za velmi pozitivní výsledek. Práce je velmi vhodně členěna, všechny provedené výpočty jsou podrobně popsány a případná zjednodušení odůvodněna. Překlepy a podobné nedostatky se v práci téměř neobjevují, pouze na straně 15 by měl být název normy na jednom řádku, na straně 28 použití slova tuhosti na místo vodivosti. Za průměrnou by se dala označit kvalita některých obrázků. Cíle práce jsou splněny, práci hodnotím velmi pozitivně. Vzhledem k použití kombinace sofistikovaných numerických simulací lze také rozsah považovat za nadstandardní. Práci hodnotím známkou A a doporučuji ji k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 137096