Vibrace vyvolané prouděním tekutiny a jejich hodnocení J. Buzík 28. 4. 2016.

Prezentace na téma: "Vibrace vyvolané prouděním tekutiny a jejich hodnocení J. Buzík 28. 4. 2016."— Transkript prezentace:

1 Vibrace vyvolané prouděním tekutiny a jejich hodnocení J. Buzík 28. 4. 2016

2 Obsah Výskyt vibrací vyvolaných prouděním tekutiny Současný stav poznání Schéma vyhodnocování poškozování vlivem vibrací Otázky ??? Diskuze 2

3 Výskyt vibrací vyvolaných prouděním tekutiny Tacoma Narrows Bridge (1940)* - rezonance způsobená prouděním vzduchu Ferrybridge Power Station (1965)** - rezonance způsobená prouděním vzduchu Kolize trubka-trubka nebo trubka-plášť*** výskyt velké vibrační amplituda trubky opotřebení trubek otěrem vedoucím k roztržení trubky Kolize trubka-přepážka*** „přestřižení“ trubky o přepážku přepážky jsou tenké a mnohdy z tvrdšího materiálu než trubky 3 * en.wikipedia.org ** www.brighthubengineering.comwww.brighthubengineering.com *** HEWITT, G., Heat exchanger design handbook, USA, New York: Begell House, 1998, 3 v. ISBN 15670009675, section 4.6.4 and 4.6.5.

4 Výskyt vibrací vyvolaných prouděním tekutiny Únava poškození od ohybového zatěžování (při dostatečně velkém napětí a čase) může být urychlen korozí a erozí Únava ve místě trubkového spoje např. spoj trubka-trubkovnice, trubka-kolektor 4

5 Současný stav poznání HEAT EXCHANGER TUBE VIBRATION DATA BANK (1980)* „Vibrace vyvolané prouděním se staly jedním z klíčových faktorů, na které se bere ohled při navrhování výměníků tepla spolu s tradičními tepelně-hydraulickými a pevnostními faktory.“ HEWIT (1998)** „V mnoha tepelných výměnících se objevily vibrační problémy, jak jim zabránit je obecně známo. Co velmi často chybí je schopnost dostatečně popsat vliv skutečné geometrie a podmínek proudění.“ „V důsledku komplexnosti problému je schopnost přesně předpovědět intenzitu vibrací nebo pravděpodobnost poškození menší než jistá.“ TEMA (2007)*** „Vibrace způsobené prouděním tekutiny jsou velmi komplexním problémem a současný stav poznání neumožňuje přesně definovat řešení tohoto problému.“ „Kvůli komplexnosti problému TEMA negarantuje výskyt vibračních poškození.“ * Halle, H., Chenoweth, J. M., and Wambsganss, M. W., DOE/ANL/HTRI Heat Exchanger Tube Vibration Data Bank, Argonne Natl. Lab. Tech. Memo. ANL-CT-80-3, Feb. 1980. ** HEWITT, G., Heat exchanger design handbook, USA, New York: Begell House, 1998, 3 v. ISBN 15670009675, section 4.6.4 and 4.6.5. *** TEMA, Standards of the tubular exchanger manufacturers association, 9th ed. Tubular Exchanger Manufacturers Association, USA, New York; 2007, section 6. 5

6 Schéma vyhodnocování poškození vlivem vibrací 6 * TEMA, Standards of the tubular exchanger manufacturers association, 9th ed. Tubular Exchanger Manufacturers Association, USA, New York; 2007, section 6. ** VDI Heat Atlas. 2nd ed., Deutschland, Berlin: Springer, 2010, xxi, 1585 s. ISBN 978-3-540-77876-9, section O2. *** HEWITT, G., Heat exchanger design handbook, USA, New York: Begell House, 1998, 3 v. ISBN 15670009675, section 4.6.4 and 4.6.5. Schéma současného stavu poznání Výhody Zjednodušený, časově nenáročný přístup Relativně přesná pro klasifikace vibračních jevů a jejich mezních hodnot Nevýhody Neposkytuje vliv skutečné geometrie a podmínek proudění Není schopen predikovat místa s možným výskytem poškození

7 Schéma vyhodnocování poškození vlivem vibrací 7

8 8 Výhody Komplexnost nástroje k řešení životnosti geometrie Využívání empirických výpočtů a současného stavu poznání k získání a porovnání výsledků Relativně přesné vyhodnocení napětí, únavy a životnosti geometrie Predikce míst s možným výskytem poškození Optimalizace geometrie Rychlejší než numerická FSI analýza Při velkém množství dat se při zachování relativní přesnosti lze vyhnout použití licencí drahých softwarů Nevýhody Náročnost na výpočtovou techniku, výkon a čas Zpracování a uchování velkého množství dat

9 Otázky ??? 9 Jak verifikovat a validovat výsledky z numerických analýz ? Lze za pomocí UDF simulovat obousměrnou interakci tekutiny a struktury ? FSI analýza vs. Schéma vs. Současný stav poznání ? kompromis efektivnosti ku přesnosti výpočtu Jak má vypadat disertační práce aby byla „disertabilní“ ?

10 Děkuji 10