HRUBÝ, E. Metoda tlak-čas pro stanovení průtoku na velkých vodních dílech [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2017.
Diplomant se ve svoji diplomové práci věnoval měření průtoku pomocí metody tlak-čas. Prováděl vyhodnocení dříve naměřených talkových záznamů na přivaděči vodní elektrárny Lipno. V práci uvádí vliv kinetického členu, který do výpočtu vstupuje při rozdílných průměrech v místě tlakových snímačů, vliv nestacionárních ztrát a především pomocí CFD metod stanovuje faktor přivaděče. Pomocí CFD modeloval zúžení ve 2D a koleno s uhlem 90 st. v tomto případě ve 3D a výsledky takto stanoveného faktoru přivaděče porovnal s analyticky odvozenými vztahy. Pro výpočet faktoru přivaděče pomocí CFD byl proveden výpočet časově závislého proudění v tomto případě nestlačitelné kapaliny. Předloženou diplomovou práci doporučuji k obhajobě a po jejím obhájení udělit autorovi titul strojní inženýr.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | B | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené vysledky 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 | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Diplomant vypracoval, v souladu se zadáním diplomové práce, odvození vztahů pro výpočet průtoku metodou tlak-čas, který je v souladu s doporučením ČSN EN 60041. Vychází z teorie "tuhého" sloupce, kdy kapalina v potrubí je uvažována jako nestlačitelná hmota. Rovněž stěna potrubí je uvažována bez deformace. Pro přesnější odhad tlaku, který je generován rychlou změnou průtoku, je vyžívána teorie "pružného" sloupce, která uvažuje s pružností jak stěn potrubí, tak stlačitelnosti vodního sloupce. Metoda není autorem diskutována, včetně způsobu řešení, základních rovnic a porovnání vhodností aplikace obou metod. Tlaková ztráta definovaná v (1.15) odpovídá skutečnosti pouze v případě pomalých změn průtoku, kdy se tvar rychlostního pole liší málo od ustáleného stavu. Navzdory tomuto omezení, je uvedený vztah v praxi používán i pro výpočet tlakových ztrát při výpočtech přechodových stavů. V kapitole 3.4 je proveden klasický výpočet průtoku metodou tlak-čas, vycházející z měření geometrie přivaděče (součinitele přivaděče) a měřených tlaků v přivaděči. Za klíčovou, z pohledu splnění cílů diplomové práce, považuji kapitolu 5. Je věnovaná CFD výpočtům a vyhodnocení součinitele průtoku. Vedle grafických výstupů z CFD výpočtů, porovnává výsledky získané jak tradičním výpočtem metodou tlak-čas, tak výsledky získané z CFD výpočtů. Tradiční metoda vychází z 1-D modelu, kde odvození rychlosti vody je dobře definováno průměrnou rychlostí v potrubí v = Q/A. Hodnota součinitele potrubí Pf je určena (1.8) a je obecně platná pro segment přímého potrubí bez singularit. Neuvažuje se změnami rychlostního pole způsobenými zakřivením proudnic v koleně nebo konfuzoru, které jsou doprovázeny změnami tlaku v souladu s Bernoulliho rovnicí, jak správně znázorňují grafické výstupy z CFD výpočtů v kapitole 5.4. Proudění v konfuzoru je zrychlené, konvergentní, se záporným gradientem statického tlaku a postupnou transformací tlakové energie na kinetickou. Hlavním zdrojem lokální ztráty v konfuzorech s lineární změnou průřezu je odtržení proudu ve výstupním průřezu tj. na začátku následného potrubí. Odtržení se projeví zúžením a následným rozšířením proudu, které jsou příčinou lokálního zvýšení turbulence a tím i mechanické ztráty. Místní hydraulická ztráta v oblouku je způsobená třením, zmenšením průtočného průřezu odtržením proudění od stěn s následkem vzniku vírů a energií na vznik příčné cirkulace. Podle mého názoru byl použit 2-D model místo 3-D. Z toho vyplývá řešení nemající fyzikální základ v tom, že zanedbává sekundární proudění tzv. cirkulární složku. To se projevilo v nepřijatelné odchylce od teoretické hodnoty výpočtu součinitele potrubí. Problematika nestacionárních ztrát přesahuje rámec diplomové práce.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | B | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | B | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. vysledky 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 | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | B |
eVSKP id 101094