MRAČKO, P. Vliv tvaru Venturiho dýzy na intenzitu hydrodynamické kavitace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.

Posudek vedoucího

Rudolf, Pavel

Student Patrik Mračko se ve své diplomové práce věnuje tvarování difuzorové části Venturiho dýzy s ohledem na rozsah vznikající oblasti vyplněné sytými parami a velikost tlakových pulzací. Vzniklé výsledky by mohly být výhodně využity při tvarování kavitačních dýz využívaných např. při dezinfekci kapalin. Ve studiu vychází z výpočtového modelování dvoufázového proudění (voda – sytá pára) ve třech typech difuzorových částí: kuželová, konkávní, konvexní. Z experimentů vychází zajímavé a prakticky použitelné výsledky: konkávní dýza má (především v nekavitační oblasti) výrazně nižší ztrátový součinitel, zároveň poskytuje vyšší tlakové pulzace. Obě dýzy mají rozdílné charakteristiky i z pohledu nástupu kavitace a přechodu mezi jednotlivými fázemi kavitujícího proudění. Zajímavým výsledkem bylo i nalezení rezonančního režimu se značným navýšením tlakových amplitud. Je škoda, že z důvodů, které nemohl student ovlivnit došlo k realizaci experimentů až na samém konci zpracování diplomové práce. Diplomovou práci doporučuji k obhajobě a po jejím obhájení doporučuji udělení titulu Ing.

Posudek oponenta

Balko, Marek

Autor se ve své diplomové práci zabývá vlivem tvaru Venturiho dýzy na vyvolání kavitace. První kapitola je věnována teoretickým podkladům dané problematiky. Kapitola je řazena smysluplně, text je přehledný a použití obrázků opodstatněné. Jako výtku bych uvedl některé vágní nebo ne zcela přesně použité pojmy a definice, např. na str. 13 „Pri superkavitácií sa kavitačná oblasť šíri po prúde do veľkej vzdialenosti.“ Nepovažuji za vhodnou definici superkavitace. Vhodnější je například říct, že při superkavitaci v potrubí vodní pára spojitě vyplňuje celou oblast až na středový proud. Další z nepřesně použitých pojmů několikráte se v práci opakujících je, že kavitační bublinku vyplňuje vzduch, přičemž se jedná převážně o vodní páru. Naopak bych rád vyzdvihl poslední podkapitolu rešeršní části (2.7) věnující se předchozím pracím na téma vlivu tvaru dýzy na vyvolanou kapalinu. Autor zde přehledně a srozumitelné předkládá zajímavé závěry, které v následující kapitole porovnává s jeho vlastními dosaženými výsledky. V druhé kapitole se autor věnuje výpočtovému modelování proudění v několika geometrických konfigurací Venturiho dýzy. Pro základní rozměry autor vychází z existující dýzy, na které pak následně prováděl i experimentální měření. Geometrická úprava dýzy mezi jednotlivými tvary se snaží zachovávat co nejvíce společných rozměrů. V rámci této kapitoly je vidět, že autor odvedl značný kus práce. Velmi cením autorův přístup k práci, kde nezůstal jen u získaných výsledků z počátečních tří konfigurací dýzy (klasická, konkávní, konvexní), ale z nabytých poznatků provedl další dvě geometrické optimalizace výpočtu. V rámci podkapitoly 3.5 je uvedeno velice zajímavé řešení problému s nepulzujícím kavitačním mrakem za pomocí UDF pro korekci turbulentní viskozity. Toto řešení by mohlo být v práci popsané více dopodrobna. Konkrétní použité UDF by pak mohlo být vloženo do příloh práce. V této kapitole se zároveň nachází nejvíce míst, které by chtěli výrazně dodělat a vylepšit. Především se jedná o popis nastavení výpočtů. Prakticky žádné z použitých nastavení v tabulce 3.4 není vysvětleno a odůvodněno. Proč byl použit turbulentní model RNG k-, který nebývá nejčastější volbou? Proč byl zvolen Pressure-Velocity Coupling jako SIMPLE, když pro transientní výpočty bývá doporučován PISO nebo Coupled? Proč byl zvolen časový krok výpočtu právě 1,5e-6? Dále v části věnující se kvalitě sítě jsou uvedeny maximální hodnoty y+. Bylo by vhodné popsat, kde se tyto hodnoty ve výpočetní doméně nachází a proč je autor považuje za vhodně. Také by bylo vhodné uvést, na jaké hodnoty y+ se chtěl se svou sítí dostat. Při výpočtech není explicitně řečeno, jaký model kavitace byl použit a jak byl nastaven. Jako největší nedostatek pak hodnotím fakt, že nikde není ani zmínka o tom, jaký byl použit model dvoufázového proudění, což prakticky naprosto znemožňuje korektní reprodukci výpočtů. Poslední kapitolu věnuje autor porovnání výsledků získaných z CFD s provedeným experimentem. Přestože výsledky získané experimentálně příliš neodpovídají výsledkům z CFD z metodického hlediska nemám provedenému měření co vytknout. V rámci zlepšení by bylo možné provést výpočet odchylek měření pro jednotlivé pracovní body. V závěru autor shrnuje provedenou práci, měření, výpočty a získané výsledky. Autor v celé práci projevuje schopnost kritického myšlení a schopnost vyvozovat závěry ze zjištěných výsledků, stejně tak jako navrhnout možné budoucí směry, kterými práci posunout. Po typografické stránce má práce stéle prostor ke zlepšení. V celé práci není udrženo konstantní zarovnání do bloku – místy se mění v zarovnání k levé straně, což působí velice neprofesionálně. Dále pak nelogické umístění tabulky 3.5 na dvě strany značně snižuje její čitelnost. Místy v práci nesedí číslování rovnic. Na stranách 10 a 11 jsou dvě rovnice (kavitační součinitel a Bernoulliho rovnice) označeny stejným čísle 2.1. Tyto chyby degradují jinak poměrně dobře odvedenou práci. Cíle práce byly splněny a tuto práci doporučuji k obhajobě s hodnocením: C

eVSKP id 143030