Analýza teplotních šoků na části potrubí

Abstract

Tato práce se zabývá teplotními šoky na část potrubí, jmenovitě t-kusů. Samotnému výpočtu předchází rešerše na části potrubí. V této části je přiblížena jejich základní konstrukce, princip funkce, využití a použité materiály. V další části je popsáno také teplotní namáhání těchto součástí. Následně je rozebráno chování dopravovaného média. Jsou zde přiblíženy základní výpočtové vztahy, výpočtové parametry a proudění. Na některé výpočty v této práci je použita metoda konečných prvků, proto se této metodě věnuje i část rešerše. Rešeršní část zakončuje únavové poškozování. Samotný výpočet teplotní a pevnostní úlohy je realizován pomocí metody konečných prvků. Hodnoty napětí v pevnostní úloze nebyly podle očekávání velké, aby způsobily výrazné poškození materiálu po několika cyklech, takže mohlo být přistoupeno k únavovému výpočtu. Parametry cyklu byly určeny z MKP a za pomocí nich bylo pak podle normy ČSN EN 13445-3 určena únavová životnost.

This thesis deals with thermal shocks in a section of piping, specifically T-joints. The computational part is preceded by a literature review focused on piping components. This section outlines their basic design, operating principles, typical applications, and the materials used in their construction. The following part describes the thermal loading experienced by these components. Subsequently, the behavior of the transported medium is analyzed. This includes a discussion of fundamental calculation relationships, relevant computational parameters, and flow characteristics. For certain calculations in this thesis, the Finite Element Method (FEM) is employed; therefore, part of the literature review is devoted to this numerical method. The review concludes with a discussion on fatigue damage. The actual thermal and structural analysis is performed using the Finite Element Method. The resulting stress values from the structural analysis were not high enough to cause significant material degradation after a few cycles, and thus a fatigue analysis could be conducted. The cycle parameters were determined from the FEM results, and the fatigue life was then assessed in accordance with the ČSN EN 13445-3 standard.