Master's Thesis

Dynamics of cavitating flow behind the orifice

Final Thesis 8.54 MB Appendix 12.23 kB

Author of thesis: Ing. Dávid Kubina

Acad. year: 2017/2018

Supervisor: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jiří Kozák, Ph.D.

Abstract:

Cavitating flow through five perforated plates with different number of holes with preserved constant flow cross-section area in sum were experimentally examined. Dynamic characteristics such as dependence of pressure amplitudes and dominant frequencies on cavitation number in all regimes of cavitating flow: incipient cavitation, partial cavitation, fully developed cavitation and supercavitation are obtained. For determination of dominant frequencies several pressure transducers in two regimes of measurement were used. Results were validated with frequency spectra obtained from picture analysis based on high-speed camera records.

Keywords:

hydrodynamic cavitation, cavitation plates, dominant frequencies, picture analysis, Fourier transform

Date of defence

14.06.2018

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student v rámci prezentace seznámil komisi s diplomovou prací na téma Dynamika kavitujícího proudění za clonou. Vyjádřil se k velikosti ztrátového součinitele v závislosti na stupni kavitace včetně zhodnocení dynamického projevu účinků kavitace. Zmínil velikosti dominantních frekvencí pro jednotlivé typy clon. Diplomant byl oponentem dotazován na přepočet dominantních frekvencí na základě Strouhalova čísla. Popsal také definici Strouhalova čísla. Komisí byl dotazován na odchylky velikostí ztrátových součinitelů u fraktálních clon. Popsal definici velikosti charakteristické plochy definující vlastnosti clony i frekvenci odtrhávání vírů za clonou.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Mechanical Engineering (M2I-P)

Field of study

Fluid Engineering (M-FLI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jan Melichar, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc. (člen)
doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Nevěřil (člen)
Ing. Iva Svobodová (člen)
Ing. Aleš Skoták, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Autor se zabývá tématikou, která je na odboru aktuálně řešena v rámci grantového projektu GAČR. Navazuje na svou práci bakalářskou a opět se úkolu zhostil zodpovědně, s velkou pracovitostí a zaujetím. Předložil pojednání věnující se dynamice kavitujícího proudění za perforovanou clonou s různým počtem otvorů. Experimenty, které provedl, poskytly velké množství dat, která se v rámci DP podařilo vyhodnotit a částečně také interpretovat. Výsledky byly prezentovány na několika konferencích a budou dále využity. I po stránce formální je práce na vysoké úrovni. Diplomovou práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jiří Kozák, Ph.D.

Autor diplomovou prací navazuje na svou práci bakalářskou. Doba, kterou autor věnoval studiu daného tématu, se pozitivně odrazila na kvalitě předložené práce. Diplomová práce pana Kubiny se zabývá experimentálním výzkumem kavitujícího proudění v potrubí s vřazenými clonami různého uspořádání průtočných otvorů. Autor kombinuje analýzu tlakových snímačů s analýzou obrazu pro popis dynamiky tohoto děje v závislosti na kavitačním čísle a typu zkoumané clony. K získaným výsledkům autor přistupuje kriticky. Zde bych měl výhradu k použité metodice pořízení záznamu vysokorychlostní kamerou. Scéna zabírá celou měřící sekci tratě, přičemž dle obrázku 1.47 byla pro vlastní analýzu použita poměrně malá oblast v blízkosti clony. Vzhledem k tomuto uspořádání bylo rozlišení oblasti zájmu nízké. Navíc z pohledu na obrázek 1.47 je patrné, že při snímání celé scény nebylo dosaženo rovnoměrného nasvícení.  Nízkého rozlišení oblasti zájmu si je autor ovšem vědom a sám jej zmiňuje v textu práce. Při použití menší oblasti by bylo možné lépe zachytit drobné kavitační struktury a zároveň eliminovat parazitní frekvenci blízkou 100 Hz, kterou autor zmiňuje v textu. V rámci příloh by bylo vhodné k jednotlivým grafům doplnit údaj o kavitačním čísle.
Diplomovou práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Jak by vypadaly výsledky zobrazené v grafu 3.15 při přepočtu dominantních frekvencí na Strouhalovo číslo?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová