Deformace a poškozování kolen trubkových svazků výměníků tepla vlivem teploty
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá problematikou určování teplotního zatížení kolen příčně obtékaného trubkového svazku přehřívače páry. První část práce se zabývá teoretickým základem výpočtové dynamiky tekutin, metody konečných prvků a možnými způsoby vyhodnocení creepového poškození, jelikož bylo předpokládáno, že poškození creepem je nejvýznamnějším mechanismem poškození. Praktická část práce se věnuje popisu simulací v programech ANSYS Fluent pro určení součinitelů přestupu tepla a ANSYS Mechanical pro určení teplotního pole a působícího napětí, na jejichž základě je poté proveden výpočet creepové životnosti dle normy ČSN EN 12952-4. Poté je provedena kontrola creepového poškození v čase 200 000 hod dle normy ČSN EN 13445-3. Výsledkem je zjištění, že v řešeném případě nejsou kolena ve srovnání s přímými úseky trubek nebezpečným místem.
This master’s thesis deals with the problem of determining the thermal load of cross-flow tube bundle bends in steam superheater. Firstly, the theoretical basis of computational fluid dynamics and finite element method is introduced, and the possible methods of creep damage evaluation are presented as it was assumed that creep damage would be the most significant damage mechanism. The next part of this thesis describes simulations in ANSYS Fluent to determine values of heat transfer coefficients and ANSYS Mechanical to obtain temperature field and stresses. Based on the determined temperature field and stresses, a creep lifetime calculation according to ČSN EN 12952-4 is performed. Then creep design check for operating time 200 000 hours was carried out according to ČSN EN 13445-3. It was determined that in this case the tube bends are not the critical spot in comparison with the straight sections of tubes.
This master’s thesis deals with the problem of determining the thermal load of cross-flow tube bundle bends in steam superheater. Firstly, the theoretical basis of computational fluid dynamics and finite element method is introduced, and the possible methods of creep damage evaluation are presented as it was assumed that creep damage would be the most significant damage mechanism. The next part of this thesis describes simulations in ANSYS Fluent to determine values of heat transfer coefficients and ANSYS Mechanical to obtain temperature field and stresses. Based on the determined temperature field and stresses, a creep lifetime calculation according to ČSN EN 12952-4 is performed. Then creep design check for operating time 200 000 hours was carried out according to ČSN EN 13445-3. It was determined that in this case the tube bends are not the critical spot in comparison with the straight sections of tubes.
Description
Citation
MICHÁLKOVÁ, A. Deformace a poškozování kolen trubkových svazků výměníků tepla vlivem teploty [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. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Hrabec, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Lošák, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Pařízek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-14
Defence
Studentka představila práci na téma Deformace a poškozování kolen trubkových svazků výměníků tepla vlivem teploty. Po úvodní motivaci byl představen vybraný příklad trubkového svazku, který byl řešen výpočtem a zvolená metodika řešení. První metodou byl analytický výpočet a následně numerický výpočet. Studentka popsala provedenou teplotní a deformačně-napěťovou analýzu a vyhodnocení creepového poškození a životnosti. Posledním krokem byla kontrola creepového poškození.
Otázky oponenta byly zodpovězeny uspokojivě.
Komise položila následující doplňující otázky, které byly také zodpovězeny uspokojivě:
Doplňující otázka k modelování v softwaru SolidWorks.
Jak norma řeší extrapolaci?
Jak byla získána kokální hodnota koeficientu přestupu tepla?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení