2023
Browse
Recent Submissions
Now showing 1 - 5 of 59
- ItemOvlivnění akustických a provozních parametrů odstředivého kompresoru pomocí geometrických úprav statoru(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Vacula, Jiří; Novotný, Pavel; Vítek, Oldřich; Babák, MartinVzrůstající požadavky na provozní schopnosti rotačních strojů vzájemně reflektují neustále rostoucí výpočtové možnosti. Je tak umožněno analyzovat velmi detailní aerodynamické jevy, a je tak možné zkoumat podrobné vlivy méně známých řešení aerodynamických principů. Standardní aerodynamický design odstředivého kompresoru sestává z otevřeného oběžného kola obsahujícího hladký stator, nicméně tvar statoru se také podílí na výsledných parametrech rotačního stroje. V této práci je nejprve analytickými metodami na základě rozboru Navier-Stokesovy rovnice kvalitativně analyzován vliv tvaru statoru. Dále je vliv tvaru statoru zkoumán numerickým nástrojem pro výpočtovou dynamiku tekutin (CFD) při použití obvodového drážkování. Experimentálně měřená varianta obvodového drážkování kompresoru GT15 ukazuje, že kvalita upraveného povrchu může mít zásadní vliv na výsledné parametry stroje. Další měřená varianta drážkování kompresoru GTD2056 vykazuje navýšení účinnosti o 0,5 % a marginální ovlivnění aerodynamického hluku. Souvislost mezi navýšením účinnosti a aerodynamickými ztrátami je analyzována pomocí disipační funkce, která přímo poukazuje na ovlivnění proudového pole v důsledku geometrických modifikací statoru a je ukázáno, že její použití je do značné míry průkazné pro popis ztrát v prostoru oběžného kola.
- ItemCharakterizace nově vyvíjených oxidy zpevněných nanokompozitů na bázi Fe-Al-Cr-Y-O(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Bártková, Denisa; Dymáček, Petr; Sopoušek, Jiří; Sobola,, DinaraPráce se zaměřuje na charakterizaci oxidy zpevněných nanokompozitů na bázi Fe-Al ve vztahu k procesu výroby s cílem její optimalizace. Teoretická rešerše se proto zabývá shrnutím základních informací o ODS slitinách a jejich specifiky. Druhá část teoretické rešerše se týká odpevňovacích procesů, ke kterým dochází v materiálu během tepelného, resp. termomechanického zpracování. Experimentální část je zaměřena na hodnocení změn mikrostruktury a mechanických vlastností ODS slitin, ke kterým dochází vlivem změn parametrů sekundární rekrystalizace, které jsou spjaty s procesem výroby.
- ItemMultikriteriální nástroj pro analýzu a predikci tepelného stavu člověka(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Řehák Kopečková, Barbora; Jícha, Miroslav; Soukup,, Radek; Kolářová,, JanaTato práce se zabývá vývojem multikriteriálního nástroje, který je schopen určit pro dané vstupní podmínky ten nejvhodnější model pro predikci tepelného stavu člověka v ochranném obleku na základě vytvořeného objektivního rozhodovacího schématu. Pro tvorbu tohoto nástroje byly na základě rešerše vybrány 4 indexy tepelného stresu či fyziologické modely: PHS (Predicted Heat Strain), IPHS (Individual Predicted Heat Strain), Gaggův 2 uzlový model a FMTK model. Algoritmy modelů PHS, IPHS a Gagge byly implementovány v programu Matlab. Následně byly všechny 4 modely validovány za pomoci výsledků experimentálních měření. Na základě výsledků validací byla ověřena využitelnost těchto modelů pro predikci tepelného stresu člověka a pro některé modely bylo možné rozšířit jejich podmínky aplikovatelnosti. Hlavním kritériem validace byla přesnost predikce rektální teploty. Dále byly na základě výsledků validačních studií zvoleny metriky pro sestavení objektivního rozhodovacího systému sloužícího k výběru nejvhodnějšího modelu pro dané okolní podmínky. Ve spolupráci se SÚJCHBO byla získána data pro validaci modelů: 140 experimentů pro 4 ochranné obleky (FOP, Tychem, Tiger, OPCH) a 4 okolní teploty (-10, 5, 25 a 35 °C) s 12 probandy, 6 probandů mužského pohlaví ve věku 29-53 let, s výškou 170-187 cm a s hmotností 69-92 kg; a 6 probandů ženského pohlaví ve věku 28-49 let, s výškou 158-176 cm a s váhou 56-71 kg. Pro okrajové podmínky těchto experimentů bylo provedeno celkově 1987 simulací pomocí vybraných modelů pro různé inicializační hodnoty počátečních podmínek rektální teploty a teploty pokožky a pro různé odhady metabolické aktivity. Na základě vyhodnocení výsledků simulací vůči experimentům v podobě hodnoty MAE (Mean Absolute Error) a diference mezi predikovanou a měřenou rektální teplotou na konci testu byla vytvořena vyhledávací tabulka, na jejímž základě je dle zadaných vstupů do multikriteriálního nástroje prostřednictvím rozhodovacího schématu nalezen nejvhodnější model pro dané podmínky. Výsledný multikriteriální nástroj byl nakonec spolu s grafickým rozhraním pro zadávání vstupních hodnot vytvořen v programu Excel.
- ItemInteraction of pulsating water jet with surface of structural materials(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Poloprudský, Jakub; Kruml, Tomáš; Müller,, Miroslav; Chlup, ZdeněkPulzní vodní svazek je modifikace konvenčního kontinuálního vodního svazku. Principem technologie je vyvolání rozpadu koherentního vodního proudu na jednotlivé shluky vodních kapek. Shluky působí v momentě dopadu na povrch impaktním tlakem, což významně zvedá erozní vlastnosti proudu. Práce studuje interakci pulzního vodního svazku s povrchem konstrukčních materiálů. Práce se zaměřuje zejména na inkubační erozní etapa. Inkubační erozní etapa se projevuje plastickou deformací povrchu bez přítomnosti makroskopického úběru materiálu. Experimentální typy materiálů jsou austenitické korozivzdorná ocel 316L a hliníková slitina AW-2014. Pulzující vodní proud je poměrně nová technologie s množstvím propojených technologických parametrů. Množství parametrů poskytuje velký prostor pro optimalizaci technologie v závislosti na použití. Předpokládá se, že vodní shluky svazku působí na povrch podobně jako vodní kapky. Na základě tohoto zjednodušení se nabízí použití technologie na testování erozní odolnosti materiálů. Výhoda technologie oproti konvenčním metodám testování eroze je vysoká frekvence dopadu kapek až 40 kHz a možnost kontrolovat rychlost, velikost, úhel a frekvenci dopadajících kapek. Zaměřením práce je zkoumání inkubačního erozního stádia předcházejícího úběru materiálu. Eroze se v tomto stádiu projevuje zdrsňováním povrchu v důsledku plastické deformace materiálu, deformací zrn vedoucímu k odhalování hranic zrn a vytváření povrchového reliéfu uvnitř zrn. Cílem práce je naladění a porozumění fungování pulzního vodního svazku a možné použití technologie pro erozní testování, zdrsňování a zpevňování povrchu. Hlavní dosažená zjištění jsou následující: • Závislost změny distribuce dopadů vodních kapek s několika úrovněmi hydraulických parametrů byla pozorována na obou experimentálních materiálech (hliníková slitina AW-2014 a austenitická ocel 316L). Závislost distribuce dopadů vodních kapek na erozní efektivitu a erozní stádium byla popsána. • Statické erozní testy byly provedeny na oceli 316L. Byly měřeny změny profilu způsobené interakcí s PWJ Podpovrchové změny korespondující se změnami povrchovými byli pozorovány pomocí transmisního elektronového mikroskopu. Bylo definováno erozní stádium mezi zdrsňováním povrchu a makroskopickým úběrem materiálu. Definováno bylo přítomností nespojitých mikro trhlin koncentrujících se zejména na hranicích zrn. • Zpevňování povrchu oceli 316L bylo měřeno na řezu kolmém k ovlivněnému povrchu. Zpevnění bylo pozorované až do hloubky 100 µm, a předcházelo makroskopickému úběru materiálu. • Nárůst únavové životnosti oceli 316L byl změřen po zpracování povrchu pomocí pulzujícího vodního svazku. V rámci zvolených experimentálních parametrů byla pozorována závislost rychlosti přejezdu pulzujícího vodního svazku a počtu cyklů do lomu pro dvě zkoumané úrovně řízené celkové deformace. • Metodologie měření pomocí difrakce zpětně odražených elektronů před a po zpracování povrchu oceli 316L pulzním vodním svazkem byla použita. Metodologie umožňuje měřit vývoj změn v orientaci a deformace uvnitř konkrétních zrn. Otestování metodologie je hlavní příspěvek této práce.
- ItemSystém stabilizace teploty výfukových plynů pro motory s turbodmychadlem(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Böhm, Michael; Štětina, Josef; Charvát, Pavel; Vondrák, AdamTato práce popisuje možnosti snižování teplotních pulzací ve výfukovém potrubí spalovacího motoru. Pro tento účel je zvolen koncept zásobníku tepla s materiálem se změnou fáze, který dokáže akumulovat teplo, které vzniká ve výfukovém potrubí. Při nižší teplotě, než je teplota fázové přeměny tohoto materiálu, je pak schopen tento zásobník naopak předávat teplo zpět do výfukových plynů, a tím snižovat teplotní pulzace. Vlastní návrh spočívá v pokročilé konstrukci zásobníku tepla sestaveného ze sestavy menších trubic, které zvyšují tepelný výkon zásobníku při vzniku minimální tlakové ztráty ve výfukovém potrubí. Tento koncept je validován a srovnáván se sériovým motorem bez zásobníku prostřednictvím simulací v 1D i 3D prostředí výpočtových programů. Navržený a zkonstruovaný prototyp zásobníku je podroben experimentálnímu testování pro potvrzení jeho funkce. Jsou také analyzovány vlivy elektricky asistovaného turbodmychadla na teplotu výfukových plynů. V závěru jsou shrnuty všechny výsledky zobrazující celkový potenciál tohoto systému a je nastíněn další možný postup při vývoji těchto zásobníků s materiály se změnou fáze.