Experimentální a výpočtové stanovení součinitelů přestupu tepla pro části průmyslové parní turbíny od firmy Siemens, s.r.o Odštěpný závod Industrial Turbomachinery

Abstract

Předmětem této diplomové práce je experimentální a výpočtové stanovení součinitelů přestupu tepla při kondenzaci páry pro zjednodušené části průmyslové parní turbíny. Tímto geometrickým zjednodušením je potrubí kruhového průřezu, kterého se při analýzách dějů probíhajících v parních turbínách často využívá. První část práce je věnována teorii přenosu tepla při kondukci, konvekci a speciálním případu konvekce – kondenzaci. Obsahem dalších kapitol je poté popis jednotlivých metod stanovení součinitele přestupu tepla. Těmi jsou: experimentální analýza provedená na reálném měřícím zařízení a vyhodnocená metodou konečných prvků (MKP), výpočtové modelování proudění (CFD) v programu ANSYS CFX a analytické určení součinitelů přestupu tepla použitím empirických vztahů pro kondenzaci. Závěrem práce je provedena validace a srovnání dosažených výsledků.

The subject of this diploma thesis is experimental and numerical assessment of the heat transfer coefficients during condensation of water steam in simplified parts of an industrial steam turbine. This simplified part is a pipe with circular cross section, which is often used in simulations of processes inside the steam turbine. The first part of thesis describes theoretical basics of heat transfer during conduction, convection and condensation. The content of other chapters is description of methods used to determine heat transfer coefficient. These are: ex-perimental analysis performed on a measuring device and evaluated using finite element ana-lysis (FEA), computational fluid dynamics analysis (CFD) in ANSYS CFX and analytical calculations of heat transfer coefficients using mathematical models for condensation. Thesis is concluded by validation and comparison of obtained results.