PERNICA, M. Pevnostní návrh dvojice výměníků tepla [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2017.
Cieľom diplomovej práce študenta, Bc. Mareka Pernicu, na tému „Pevnostní návrh dvojice výměníků tepla“ bol pevnostný návrhový výpočet zariadenia podľa vzorcov (DBF) na základe normy ČSN EN 13 445, overenie výsledkov pomocou špecializovaného softwaru a následne overenie odolnosti zariadenia voči rôznym záťažovým stavom s využitím metód konečných prvkov. V úvode práce študent vypracoval stručnú rešerš z oblasti výmenníkov tepla so zameraním sa na tepelné výmenníky so zväzkom trubiek v plášti. Oceňujem čas vynaložený pri tvorbe vlastných schém a obrázkov už v úvode práce. Následne pristúpil k samotnému pevnostnému návrhu dvojice výmenníkov tepla, pričom pri výpočte parametrov jednotlivých komponentov postupoval na základe normy ČSN EN 13 445. Analytické výpočty boli následne overené pomocou softwaru Sant'Ambrogio, pričom narazil na obmedzenia softwaru spočívajúce v nemožnosti simulácie dvojice výmenníkov. Pristúpil k výpočtu spodného výmenníku a pre nahradenie vplyvu tiaže horného vhodne použil zjednodušenie v podobe aplikácie dodatočného silového zaťaženia. Pri porovnaní analytických výsledkov a výsledkov získaných pomocou softwaru objavil mierne odchýlky, ktoré však nie sú závažné a rozumne ich odôvodnil. Získané dáta následne využil pre tvorbu kombinovaného 3D modelu (shell-beam), ktorý bol v zápätí využitý pre MKP analýzy rôznych záťažových stavov. Nasledovala tvorba výpočtovej siete, pomocou programu Ansys Workbench 17.2. Študent sa už v úvode musel vysporiadať s obmedzeniami softwaru, ktorý neumožnil vykonanie analýz a preto od jeho využitia upustil. Ako náhradu využil software Ansys Mechanical APDL, kde spočiatku vytvoril výpočtovú sieť a následne vykonal niekoľko analýz za použitia vhodných zjednodušení, najmä pri zohľadnení vplyvu teploty. Z dôvodu časovej úspory študent nachystal makro so zaťaženiami, ktoré následne aplikoval na všetky modely. Nasledovalo hodnotenie výsledkov analýz pomocou kategorizácie napätí. Práca obsahuje všetky formálne náležitosti avšak autor sa nevyhol drobným preklepom a miestami nejednotnému formátovaniu textu a tabuliek. Tieto nedostatky však nijak nemenia význam ani neznižujú kvalitu práce. Študent dokázal prekonať všetky problémy, s ktorými sa počas tvorby stretol a splnil všetky ciele práce. Prácu považujem za veľmi vydarenú a odporúčam ju k obhajobe.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| 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 | B | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | B | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Diplomová práce se zabývá problematikou pevnostního návrhu dvojice tepelného výměníku. Úvodní rešeršní část této diplomové práce popisuje princip funkce, základní dělení a hlavní komponenty tepelných výměníků. Stěžejní část práce představuje samotný konstrukční návrh dvojic tepelných výměníků, který je zpracován podle normy ČSN EN 13445. Tento návrh byl proveden za pomocí vlastního výpočtového makra, kdy se diplomant detailně seznámil s výše uvedenou normou a za pomocí softwaru San’t Ambrogio. U vlastního makra velmi oceňuji fakt, že diplomant při návrhu uvažoval např. vlastní hmotnost horního výměníku, včetně tekutiny, působící na dolní výměník. V následující části diplomant provedl ověření vybraných míst tepelného výměníku za pomoci konečno-prvkové metody a kategorizace napětí pro 4 zatěžující stavy. V poslední části diplomant provedl srovnání výše uvedených metod pro návrh tepelného výměníku. Velmi oceňuji diplomantovu snahu o dohledání příčin u většiny rozdílů. Při tvorbě vlastního výpočtového makra diplomant přistoupil k vlastnímu značení proměnných navzdory současným zvyklostem z normy ČSN EN 13445. Značení použité diplomantem vykazuje logiku, nicméně poskytuje prostor pro nejednoznačnost např. diplomantem značené Ps – pro výpočtový tlak v plášti, obecně značené PS nebo ps – pro nejvyšší dovolený tlak. Pravdou ale je, že norma ČSN EN 13445 používá seznam symbolů a jednotek za každou kapitolou zvlášť z hlediska velkého množství proměnných, což samo nabízí jistý prostor pro nejednoznačnost při kompletním návrhu. V předložené diplomové práci se vyskytlo několik chyb a nejasností. Například chybějící mezery za tečkou; nepopsání rovnice 1 v textu; obrázek 6 má titulek „minimální rozteč trubky“, nicméně nic nenasvědčuje faktu, že tato rozteč má být minimální. Na str. 30 v tab. 27 je chybně indexován maximální tlak otvoru H1 – má být H3 a v tab. 32 H1 – má být H4. Na str. 44 je chybně označena norma ČSN EN 10092-1, správné označení je ČSN EN 1092-1. Tabulky 106 až 115 a 120 až 122 nejsou uvedeny v textu. Stejně jako rovnice 249 až 252. Navzdory všem výše zmíněným nedostatkům, hodnotím diplomovou práci jako velmi zdařilou, kdy diplomant splnil cíle práce ve velmi dobrém rozsahu. Z těchto důvodů doporučuji tuto práci k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | B | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | C | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 100890