Tepelný výměník využívající strukturovaný materiál

Simple item page
but.committeeprof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda) doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen) doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen) doc. Ing. Michal Hajžman, Ph.D. (člen) Ing. Kateřina Dočekalová, Ph.D. (člen) Ing. Bronislav Růžička, Ph.D. (člen) Ing. Petr Čížek, Ph.D. (člen)cs
but.defenceStudent prezentoval svoji práci a odpověděl na otázky oponenta: Jaký je vliv vnější tepelné ztráty na bilanční schéma výměníku? (Viz měření) Popište, jak je tento vliv závislý na počtu buněk ve vašem výměníku napříč mezi bočními stěnami? ZODPOVĚZENO Jakým způsobem je možné v tekutině zvýšit transportní jevy? Uveďte alespoň jeden způsob pro jejich zintenzivnění. ZODPOVĚZENO Dr. Růžička: Jak je to s tlakovými ztrátami? ZODPOVĚZENO Dr. Růžička: Zabýval jste se optimalizací využitých struktur? ZODPOVĚZENO doc. Mazůrek: Který parametr by popisoval efektivitu výkonu? ZODPOVĚZENO doc. Maňas: Je možné upravit strukturu povrchu pro snížení tlakových ztrát? ZODPOVĚZENO doc. Maňas: Je možné najít nějakou souvislost mezi parametry a efektivitou výměníku? ZODPOVĚZENO Dr. Dočekalová? Proč je u tloušťky struktury otazník? ZODPOVĚZENO Dr. Dočekalová: Jak se výměník čistí po výrobě? ZODPOVĚZENOcs
but.jazykčeština (Czech)
but.programKonstrukční inženýrstvícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorVaverka, Ondřejcs
dc.contributor.authorSimon, Jakubcs
dc.contributor.refereeČížek, Petrcs
dc.date.created2024cs
dc.description.abstractCílem této práce bylo vyvinout a popsat metodu návrhu tepelného výměníku využívajícího Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS) struktury a ověřit ji návrhem, výrobou a experimentálním otestováním funkčního vzorku. Jedná se o chladič typu olej-voda vyrobený aditivně technologií Laser Powder Bed Fusion na stroji SLM 280 HL z materiálu AlSi10Mg. Po sérii analýz a testů byla pro vyvíjenou metodu zvolena kubická diamond struktura s minimální tloušťkou stěny 0,7 mm a rozsahem relativních hustot 15 až 25 % (délka hrany buňky 11,1÷18,5 mm). Součástí metody je také predikční skript výkonu a dalších parametrů navrhovaného výměníku, který byl vytvořen z dat naměřených během testování vzorků s různými konfiguracemi buněk. Samotná metoda vede uživatele krok za krokem od volby vstupních požadavků, přes odhad výkonu, až po dvoufázové parametrické modelování samotného TPMS výměníku (explicitní a implicitní). Funkční vzorek, vytvořený pomocí této metody, dosáhl tepelného výkonu 315,25 W, což je o 4,2 % více než u referenčního deskového výměníku. TPMS výměník také disponoval o 78 % menším teplosměnným tělesem a o 62 % nižší celkovou hmotností. Rozdíly mezi predikovaným a reálným tepelným výkonem činily až 18 %. Metoda je v současném stavu vhodná pro návrh TPMS výměníků s výkony 50 až 230 W. Obecně je však univerzální a lze s ní zmapovat i oblasti vyšších výkonů, čímž se sama zpřesní.cs
dc.description.abstractThe aim of this work was to develop and describe a design method of a heat exchanger using Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS) structures and to validate it by design, fabrication, and experimental testing of a working sample. It is an oil-water cooler fabricated additively by Laser Powder Bed Fusion on an SLM 280 HL machine from AlSi10Mg material. After a series of analyses and tests, a cubic diamond structure with a minimum wall thickness of 0.7 mm and a range of relative densities of 15 to 25 % (cell edge length 11.1÷18.5 mm) was chosen for the developed method. The method also includes a prediction script of the performance of the proposed heat exchanger, which was created from data measured during testing of samples with different cells configurations. The method itself guides the user step-by-step from the selection of input requirements, through the estimation of performance, to the two-step parametric modelling of the TPMS exchanger itself (explicit and implicit). The functional sample created using this method achieved heat flows of 315,25 W, which is 4.2 % higher than the reference plate exchanger. The TPMS exchanger also has a 78 % smaller heat transfer body and 62 % less total mass. The differences between predicted and actual heat flows were up to 18%. In its current state, the method is suitable for the design of TPMS heat exchangers with heat flow of 50 to 230 W. However, it is generally versatile and can also be used to map other areas, thus making it more accurate.en
dc.description.markAcs
dc.identifier.citationSIMON, J. Tepelný výměník využívající strukturovaný materiál [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.cs
dc.identifier.other157670cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/247293
dc.language.isocscs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjecttepelný výměníkcs
dc.subjectTPMS strukturycs
dc.subjectdiamondcs
dc.subjectchladič olej-vodacs
dc.subjectmetoda návrhucs
dc.subjectHeat exchangeren
dc.subjectTPMS structuresen
dc.subjectdiamonden
dc.subjectwater-oil cooleren
dc.subjectdesign methoden
dc.titleTepelný výměník využívající strukturovaný materiálcs
dc.title.alternativeHeat exchanger using structured materialen
dc.typeTextcs
dc.type.drivermasterThesisen
dc.type.evskpdiplomová prácecs
dcterms.dateAccepted2024-06-11cs
dcterms.modified2024-06-11-17:00:44cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid157670en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 10:45:33en
sync.item.modts2025.01.15 19:44:19en
thesis.disciplinebez specializacecs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav konstruovánícs
thesis.levelInženýrskýcs
thesis.nameIng.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
8.88 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
file final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
appendix-1.zip
Size:
9.37 MB
Format:
Unknown data format
Description:
file appendix-1.zip
Download
Thumbnail Image
Name:
review_157670.html
Size:
11.09 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_157670.html
Download
Collections
2024