MORAVANSKÝ, R. CFD simulace a analýza hydrocyklonu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.

Posudek vedoucího

Klas, Roman

Student vypracoval diplomovou práci zabývající se analýzou a CFD simulací hydrocyklonu. V rešeršní části studie popsal hlavní oblasti využití, zákonitosti platné pro návrh cyklonu i charakteristické proudění v jeho interiéru. V navazujícím textu nastínil základní možnosti optimalizace cyklonu s cílem ovlivnit nebo zajistit nejlepší výkonové parametry. Uskutečnil několik CFD simulací a vyhodnotil především separační účinnost zařízení. Následně ozřejmil hlavní aspekty a přínosy změn v geometrii cyklonu. Větší důraz snad mohl být kladen pouze na důslednost citací, systematičnost rozboru, na závěry vyplývající z optimalizace a také na přesnost v popisu samotného zařízení i fyzikálních jevů. Autor si však během zpracování tématu počínal velmi aktivně a samostatně, požadované cíle diplomové práce se mu podařilo naplnit a práci proto doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta

Burda, Radim

Student předkládá diplomovou práci na téma „CFD simulace a analýza hydrocyklonu“. Práce je rozdělena na teoretickou část, kde student předkládá základní poznatky o návrhu hydrocyklonů, a praktickou část, kde je předložen základní návrh a následně jsou provedeny CFD analýzy za účelem optimalizace vstupní části a tzv. vortex finderu. Teoretická část sice slouží jako adekvátní podklad pro samotný návrh a následnou CFD analýzu, nicméně autor naprosto nezvládá práci s literaturou. Kapitola č. 2 a č. 3, které vycházejí na 26 stránek, což je více jak polovina celé teoretické části, jsou téměř slovo od slova přepsané a přeložené ze dvou zdrojů [2,3]. Autor v některých místech přepisuje i doprovodný komentář původních autorů (např. úvod kapitoly 3.7). Zároveň ovšem dochází ke ztrátě klíčových informací jako např. předpoklady odvozených rovnic či odkaz na literaturu, kde lze odvození dohledat (např. rovnice 2.3 pro výpočet tangenciální rychlosti). Autor dále v textu zmiňuje značné množství autorů, které následně neuvádí v literatuře a neuvádí zdroje k žádnému obrázku, přestože téměř všechny pocházejí ze zmiňovaných dvou zdrojů. Obdobný přístup byl aplikován i v kapitole 4, zde ovšem autor kombinuje více zdrojů a nevychází pouze ze zmiňovaných zdrojů [2,3]. V praktické části je nejprve proveden návrh hydrocyklonu, přičemž je využit návrh podle Bradleyho modelu, který bohužel opět není citován. Zároveň není zřejmé, proč byl zvolen právě tento návrh, a nikoliv jiný model uváděný v teoretické části práce. Dále nejsou využity žádné poznatky z teoretické části pro odhad výkonnosti či tlakové ztráty, které by bylo možné využít pro optimalizaci návrhu pro danou aplikaci. V rámci podtrhnutí účinků změn geometrie pomocí CFD analýzy sice dává smysl začít na neoptimalizovaném návrhu, nicméně bylo by dobré své rozhodnutí okomentovat v textu. V rámci CFD analýzy bych vyzdvihl plně strukturovanou hexahedrální síť. Dále je představeno nastavení CFD analýzy, přičemž fáze vody je řešena pomocí metody konečných objemů a proudění částic oxidu křemičitého pomocí DPM modelu – jedná se tudíž o Lagrangeovský popis pohybu částic. V rámci simulace byla uvažována interakce mezi částicemi a kapalinou a bylo zvoleno nestacionární sledování částic. V textu bohužel není vysvětleno, proč byla zvolena právě tato kombinace a proč byly zvoleny konkrétní fyzikální mechanismy působící na částice. Obecně bych ocenil větší vysvětlení k jednotlivým modelům a komentář, proč jsou pro tuto aplikaci vhodné či nikoliv. Autor nejprve provádí analýzu základního návrhu. Výsledky v podobě rozboru tlaku a složek rychlosti v jednotlivých oblastech, analýza zkratové proudu, stanovení účinnosti přepadu a stanovení separační účinnosti jsou vhodně prezentovány a okomentovány. Následně proběhly analýzy pro různé délky vortex finderu a dvě nové konfigurace vstupu do hydrocyklonu. Výsledky jsou opět vhodně prezentovány a okomentovány. Následně jsou porovnány jednotlivé varianty a okomentován rozpor s teoretickým hodnotami účinnosti separace. I přestože bych literární rešerší hodnotil na hranice nedostatečné, student v praktické části zvládl náročnou CFD analýzu kapaliny v kombinaci s částicemi oxidu křemičitého a vhodně prezentoval vlivy jednotlivých návrhových úprav. Práci proto doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm D.

eVSKP id 149949