LEBEDA, K. Numerická analýza vlivu tvaru těsnící spáry na parametry odstředivého čerpadla [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.

Posudek vedoucího

Štefan, David

Student Kryštof Lebeda vypracoval diplomovou práci na téma zadané ve spolupráci s firmou SIGMA Centrum hydraulického výzkumu, s.r.o., kde tou dobou byl také zaměstnán. Práce je ucelená a obsahuje všechny potřebné cíle shrnující analýzu různých typů geometrií těsnících spár odstředivého čerpadla. V průběhu řešení student pravidelně konzultoval, jak se mnou, tak hlavně s kolegy, respektive s konzultanty, z firmy. Je potřeba zmínit, že i přes zdravotní obtíže, kterým student během tvorby diplomové práce čelil, tak se mu podařilo práci dokončit na velice kvalitní úrovni. Na základě výše uvedeného mohu práci doporučit k obhajobě.

Posudek oponenta

Sedlář, Milan

Zhodnocení diplomové Bc. Kryštofa Lebedy „Numerická analýza vlivu tvaru těsnící spáry na parametry odstředivého čerpadla” Předložená diplomová práce se zabývá problematikou numerického modelování proudění ve spáře těsnících kruhů radiálního čerpadla se zaměřením především na vliv různých tvarů předních těsnících kruhů na parametry a dynamické chování odstředivého čerpadla se specifickými otáčkami 108 1/min. V prvních dvou kapitolách se autor zabývá stručným popisem odstředivých čerpadel a popisem proudění v těsnících spárách. Tento popis je doplněn ve třetí kapitole rešerší vlivu tvaru těsnících spár na charakter proudění v těsnících kruzích, hodnoty ztrátového průtoku a celkové parametry čerpadla. Diskutované jsou přímé těsnící spáry bez drážkování, těsnící spáry se šroubovitým drážkováním, labyrintové těsnící spáry a těsnící spáry se vzorováním povrchu. Ve čtvrté kapitole autor věnuje krátkou stať úvodu do problematiky numerických simulací reálné kapaliny a modelování turbulence na základě středovaných Navier-Stokesových rovnic a dvourovnicového modelu turbulence SST. Další část kapitoly je již věnována vlastní implementaci numerického modelování proudění ve zvoleném radiálním čerpadle s kolenovou savkou a spirálou s vestavěnými rozváděcími lopatkami. Jsou popsány výpočtové sítě jednotlivých komponent čerpadla a nastavení řešiče ANSYS CFX včetně vlastností kapaliny (voda o teplotě 25 °C), zvolených okrajových podmínek, řešení nestacionární interakce rotujících a statorových částí a nastavení veličin sledovaných během výpočtů. Tvorba výpočtového modelu je doplněna i o studii vlivu hustoty sítě na hodnoty vybraných parametrů. Zcela správně nebyl při zjemňování sítě kladen důraz na prosté zvyšování celkového počtu uzlů, ale vzhledem k zaměření práce byla zjemňována hlavně oblast těsnicích spár a přilehlých stěn. Stěžejní částí diplomové práce je pátá kapitola, která prezentuje a porovnává dosažené výsledky při numerických simulacích, které postihovaly změnu světlosti spáry předních a zadních těsnících kruhů, použití labyrintové spáry a radiálního drážkování předních těsnících kruhů, změnu sklonu napojení spáry do savky před vstupem do oběžného kola a použití izotropního drážkování tvořeného čtvercovými a obdélníkovými drážkami na straně statoru. Z výsledků vyplynulo, že nejvýznamnějším faktorem ovlivňujícím účinnost a dynamiku je světlost spáry předních těsnicích kruhů. Ze všech zkoumaných tvarů těsnicích kruhů byla jako nejvhodnější z hlediska ztrátového průtoku i působení radiální síly vyhodnocena labyrintová úprava. Hodnocení: Téma diplomové práce je vysoce aktuální, zejména v souvislosti se současnými trendy zvyšování účinnosti a snižování materiálové náročnosti čerpací techniky i s rostoucími možnostmi opracování a strukturování funkčních povrchů. Numerický výzkum byl dobře naplánován a pečlivě proveden a zvolené metody řešení vedly k splnění stanovených cílů. Dosažené výsledky představují rozsáhlý soubor cenných dat, která mohou být podkladem pro další studie různých provedení a úprav krátkých i dlouhých těsnících spár. Autor prokázal hluboké znalosti problematiky a současného stavu jejího řešení nejen při získání výše uvedených poznatků, ale také při jejich vyhodnocení a interpretaci. Celková náročnost předložené práce i její odborný rozsah mají vysokou úroveň. Všechny cíle práce považuji za dosažené. Práce je logicky uspořádána, jednotlivé kapitoly na sebe přirozeně navazují. Grafická úroveň prezentovaných obrázků je vysoká, převzaté obrázky mají odkaz na původní zdroj. Nicméně v druhé polovině práce a zejména v Závěru se objevuje zvýšené množství drobných gramatických chyb a stylistických přehlédnutí. Připomínky: Na straně 10 je špatně uveden fyzikální rozměr měrné energie. V abstraktu a na straně 14 autor označuje nejtěsnější místo těsnicí spáry jako těsnící kruh a světlost těsnící spáry jako tloušťku těsnícího kruhu. Jiná formulace by byla vhodnější. V rovnici (4.4) se autor odkazuje na nedefinovaný člen. V obrázku 5.35 vlevo je použit jiný řez než v ostatních ekvivalentních obrázcích (5.17, 5.24, 5.34), což poněkud snižuje porovnatelnost v oblasti oběžného kola.   Rozsah i odborná úroveň předložené diplomové práce ukazují na systematickou práci autora na dané problematice. Autor prokázal mimořádné znalosti aplikací numerického modelování proudových jevů (CFD) i zpracování a interpretace výsledků, přičemž využil i pokročilé výpočtové zdroje (e-INFRA CZ). Předložená práce má vysokou úroveň, a proto jí přiřazuji celkové hodnocení známkou A (výborně).

eVSKP id 162461