Predikce a experimentální ověření funkce distribučního systému typu Z
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Účelom tejto práce bolo nájsť vhodnú výpočtovú metódu pre predikciu funkcie distribučných systémov v rámci návrhových výpočtov procesných a energetických zariadení. Konkrétne bola zameraná na opis distribúcie toku pracovnej látky v rozdeľovacom distribučnom systéme a kombinovanom distribučnom systém typu Z (s hrdlami umiestnenými rovnobežne na opačných stranách systému). V práci boli využité analytické a CFD výpočtové nástroje validované dátami z prevedeného fyzikálneho experimentu. Pri CFD metóde bola predikcia delenia toku prevedená pre plnú 3D aj zjednodušenú 2D geometriu distribučných systémov typu Z. Prevedené analýzy ukázali, že predikcia funkcie distribučných systémov obdržaná analytickou aj numerickou cestou je dostatočne presná. Relatívny rozdiel medzi experimentálne a výpočtovo zistenými relatívnymi smerodajnými odchýlkami nepresiahol 9 %. Hlavnou nevýhodou 3D CFD analýzy, najmä vzhľadom na účel zamýšľanej aplikácie, to znamená zahrnutie distribučného modelu v systéme komplexného modelovania pre počiatočný návrh zariadenia na prenos tepla, bol extrémne dlhý výpočtový čas. Analytické modely sa javia ako rozumný kompromis medzi presnosťou predikcie distribúcie toku a výpočtových časov.
The purpose of this work was to find a suitable calculation method for predicting the function of distribution systems in the design calculations of process and energy equipment. In particular, it aimed at describing the distribution of the working fluid flow in a dividing distribution system and a combined Z-type distribution system (with nozzles located parallel to opposite sides of the system). Analytical and CFD calculation tools validated by data from the performed physical experiments were used in this work. In the CFD method, the prediction of the dividing flow was performed for full 3D and simplified 2D geometry of Z-type distribution systems. The carried-out analyzes show that the prediction of the distribution system function obtained by both analytical and numerical approaches is accurate enough. The relative difference between the experimental and computational relative standard deviations did not exceed 9 %. The main disadvantage of 3D CFD analysis, especially concerning the purpose of the intended application, i.e., the inclusion of a distribution model in a complex modeling system for the initial design of heat transfer equipment, was the extremely long computational time. Analytical models appear to be a reasonable compromise between the accuracy of the flow distribution prediction and the computational times.
The purpose of this work was to find a suitable calculation method for predicting the function of distribution systems in the design calculations of process and energy equipment. In particular, it aimed at describing the distribution of the working fluid flow in a dividing distribution system and a combined Z-type distribution system (with nozzles located parallel to opposite sides of the system). Analytical and CFD calculation tools validated by data from the performed physical experiments were used in this work. In the CFD method, the prediction of the dividing flow was performed for full 3D and simplified 2D geometry of Z-type distribution systems. The carried-out analyzes show that the prediction of the distribution system function obtained by both analytical and numerical approaches is accurate enough. The relative difference between the experimental and computational relative standard deviations did not exceed 9 %. The main disadvantage of 3D CFD analysis, especially concerning the purpose of the intended application, i.e., the inclusion of a distribution model in a complex modeling system for the initial design of heat transfer equipment, was the extremely long computational time. Analytical models appear to be a reasonable compromise between the accuracy of the flow distribution prediction and the computational times.
Description
Citation
POLCSÁK, J. Predikce a experimentální ověření funkce distribučního systému typu Z [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Procesní inženýrství
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. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Puchýř, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-14
Defence
Student představil práci na téma Predikce a experimentální ověření funkce distribučního systému typu Z. Po úvodu do problematiky a představení cílů práce kandidát popsal experimentální část práce, použité metody a výsledky.
Otázky oponenta byly zodpovězeny uspokojivě.
Komisí byly položeny následující doplňující dotazy, které byly uspokojivě zodpovězeny:
Z jakého důvodu byly použité tetrabuňky?
Jak byly nastavené okrajové podmínky výpočtu?
Dotaz na praktické využití práce.
Jak koresponduje vytvořená závislost průtoku s naměřenými daty?
Jaký typ průtokoměru byl využit, jaký je jeho princip?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení