Numerická simulace proudění oleje v ložiskovém uzlu
Loading...
Date
Authors
Zogata, Filip
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu ložiskové uzlu, jelikož při vývoji synchronního generátoru je kladen velký důraz na správný návrh ložiskového uzlu, protože tato komplexní součást má přímý vliv na celkovou účinnost generátoru. Je potřeba využít velké množství technických experimentů pro testování na fyzickém modelu, ale je potřeba testovat i pomocí numerického modelu, jelikož je výroba samotného prototypu pro testování finančně velmi náročná, a proto je vhodné již samotný prototyp ještě před výrobou ověřit sérií numerických simulací. Jejich další důležitou vlastností je možnost zkoumat i nepříznivé, či až extrémní podmínky, které je již velmi náročné, občas i nemožné, testovat fyzicky v laboratoři, přičemž tyto numerické simulace lze rozdělit dle více parametrů, avšak v oblasti ložiskových uzlů se setkáváme zejména se strukturálními, dynamickými, teplotními úlohami či úlohami zabývajícími se prouděním. Právě tato diplomová práce je soustředěna na vytvoření základního přehledu výpočtové dynamiky tekutin v oblasti proudění oleje, zatímco tyto znalosti jsou využity v praxi, jelikož dalším cílem je vytvoření numerického modelu mazání výše zmíněného ložiskového uzlu. Jedná se ale o velmi komplexní problém, a proto je nejdříve provedena studie, která je zaměřena na zkoumání klíčových částí, a až postupným přidáváním různých prvků je vytvořen numerický model v prostředí softwaru Particleworks, přičemž je zde provedena citlivostní studie se zaměřením na velikost částic. Následně jsou jednotlivé dílčí výsledky shrnuty v závěru této práce.
This thesis is concerned with the development of a computational model of the bearing node, since in the development of a synchronous generator, great emphasis is placed on the proper design of the bearing node, as this complex component has a direct effect on the overall efficiency of the generator. A large number of engineering experiments need to be used to test on the physical model, but it is also necessary to test using the numerical model, as the production of the prototype itself for testing is very costly, and therefore it is advisable to verify the prototype itself before production by a series of numerical simulations. Another important feature is the possibility to investigate even unfavourable or even extreme conditions, which are already very difficult, sometimes impossible, to test physically in the laboratory, and these numerical simulations can be divided according to several parameters, but in the field of bearing nodes we mainly encounter structural, dynamic, temperature or flow problems. This thesis in particular is focused on establishing a basic overview of computational fluid dynamics in the oil flow domain, while this knowledge is used in practice, as another objective is to develop a numerical model of lubrication of the aforementioned bearing node. However, this is a very complex problem, and therefore a study is first carried out to investigate the key components, and only by gradually adding different elements is the numerical model created in the Particleworks software environment, while a sensitivity study is carried out focusing on particle size. Subsequently, the individual partial results are summarized in the conclusion of this paper.
This thesis is concerned with the development of a computational model of the bearing node, since in the development of a synchronous generator, great emphasis is placed on the proper design of the bearing node, as this complex component has a direct effect on the overall efficiency of the generator. A large number of engineering experiments need to be used to test on the physical model, but it is also necessary to test using the numerical model, as the production of the prototype itself for testing is very costly, and therefore it is advisable to verify the prototype itself before production by a series of numerical simulations. Another important feature is the possibility to investigate even unfavourable or even extreme conditions, which are already very difficult, sometimes impossible, to test physically in the laboratory, and these numerical simulations can be divided according to several parameters, but in the field of bearing nodes we mainly encounter structural, dynamic, temperature or flow problems. This thesis in particular is focused on establishing a basic overview of computational fluid dynamics in the oil flow domain, while this knowledge is used in practice, as another objective is to develop a numerical model of lubrication of the aforementioned bearing node. However, this is a very complex problem, and therefore a study is first carried out to investigate the key components, and only by gradually adding different elements is the numerical model created in the Particleworks software environment, while a sensitivity study is carried out focusing on particle size. Subsequently, the individual partial results are summarized in the conclusion of this paper.
Description
Citation
ZOGATA, F. Numerická simulace proudění oleje v ložiskovém uzlu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D. (místopředseda)
Bauer Tomáš, Ing. (člen)
Ing. Rudolf Franz, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Dundálek, Ph.D. (člen)
Slovák Marek, Ing. (člen)
Date of acceptance
2023-06-20
Defence
Student seznámil komisi s výsledky závěrečné práce. Následně odpovídal na otázky oponenta.
Otázky oponenta:
1) Na základě jakých informací je možné posoudit dostatečné mazání ložisek? Pokuste se prosím nastínit i případný návrh technického experimentu pro účely validace výpočtového modelování.
Hodnocení: Zodpovězeno
2) Prosím o zhodnocení Vaší konstrukční úpravy a benefitu, který přinesla. Jaké další úpravy případně navrhujete při tomto způsobu mazání?
Hodnocení: Zodpovězeno
3) Nastiňte prosím postup pro řešení proudění a případný únik oleje v oblasti labyrintových těsnění, které je u Vaší konstrukční varianty užíváno.
Hodnocení: Zodpovězeno
Další otázky k závěrečné práci:
4) Pro jakou aplikaci je použitý zmiňovaný generátor?
Hodnocení: Zodpovězeno
5) Lze v použitém software simulovat přenos tepla?
Hodnocení: Zodpovězeno
6) Jaké jsou výhody ve srovnání se softwarem Fluent?
Hodnocení: Zodpovězeno
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení