Bachelor's Thesis

Electric power generator with steam engine

Final Thesis 1.98 MB

Author of thesis: Ing. Silvestr Marčík

Acad. year: 2014/2015

Supervisor: doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Reviewer: Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Abstract:

My bachelor thesis is focused on design and production of power generator driven by single-acting piston steam engine. Thesis includes introduction into the issue of steam engines and their history and it describes construction of their individual elements. The next part of the thesis describes manufacturing process of electrical and mechanical components and their optimization for given system. Thesis also includes research and development of new components of the steam engine in order to increase its efficiency and it describes possibilities of using the energy for small applications. The result of the thesis is a measurement and commissioning of the entire system. In conclusion achieved results and options of modification of steam power generators are discussed.

Keywords:

steam engine; steam machine; steam power generator; generator; power generator; steam; piston

Date of defence

12.06.2015

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil komisi se svojí bakalářskou prací na téma Elektrocentrála s parním motorem. S posudkem vedoucího a oponenta práce seznámil komisi vedoucí práce doc. Petr Baxant. Student zodpověděl otázky oponenta. Doplňující otázku položil Ing. Michal Krbal. Otázka se týkala zhoršení vlastností parního pístu. Student problém vysvětlil a dále popsal provoz elektrocentrály s využitím stlačeného vzduchu. Ing. Karel Katovský se zeptal na praktické využití tohoto zařízení. Student uvedl výkon elektrocentrály 300 W. Dále odpovídal na další otázky komise. Otázku týkající se množství provozní látky položila doc. Jaroslava Orságová. Student odpověděl, že tato problematika nebyla testována.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Electrical, Electronic, Communication and Control Technology (EECC Bc.)

Field of study

Power Electrical and Electronic Engineering (B-SEE)

Composition of Committee

doc. Ing. Jaroslava Orságová, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Krbal, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Ptáček, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Kohout (člen)
Ing. Jiří Potěšil (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D.

Bakalářská práce Silvestra Marčíka je zaměřena na praktickou část konstrukce parní elektrocentrály. Zadání bylo směřováno na oblast  využití biomasy jako obnovitelného zdroje energie pro malé aplikace. Student se v práci zabýval zejména konstrukční a výrobní činností a její dokumentací. Práce dále obsahuje rešeršní části z oblasti parních strojů a motorů, elektrických generátorů. Hlavní část práce tvoří v podstatě popis konstrukce parního motoru s rotačním ventilem, který vznikl v dílně p. Petra Šedého a byl v rámci práce doplněn o další nezbytné konstrukční části - rám, odpružení, parní kotel, generátor, usměrňovat, převodovku, přívodní potrubí apod. Student se tématu věnoval poměrně intenzivně a postupoval po dílčích krocích a samostatně tvořil jednotlivé komponenty. Konzultace a asistenci při dílčích úkonech využíval přiměřeně a pracoval samostatně s drobnou dopomocí v kritických částech. Jelikož celá konstrukce a počet komponent vyžadoval poměrně velkou časovou investici, nebylo možné dosáhnout očekávané parametry. Při úpravách motoru došlo ke zhoršení těsnosti válce a tím významné ztrátě výkonu. Navržená elektrocentrála byla odzkoušena na dřevěné palivo, ale produkovaný výkon byl zanedbatelný. Nicméně i tyto závěry přispěly k obohacení znalostí jak studenta tak mě jako vedoucího práce.
Grafická úprava práce je na dobré úrovni, text je srozumitelný a logicky členěný. Práce splnila požadavky zadání a doporučuji ji k obhajobě u státní závěrečné zkoušky. Points proposed by supervisor: 85

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Student se ve své práci zabývá výrobou parního elektrocentrály. V úvodu popisuje zejména zaměření a obsah práce. Ve druhé kapitole popisuje vývoj parního motoru, jeho charakteristiky a rozdělení a konečně i jeho navrhovanou konstrukcí. Ve třetí kapitole podává rozsáhlý popis samotné konstrukce mechanické části. Ve třetí kapitole se věnuje rozboru elektrické části. Ve čtvrté části popisuje sestavení celku elektrocentrály a její uvedení do provozu. Poslední kapitola je věnována popisu a výsledkům testování elektrocentrály.

V bakalářské práci velmi oceňuji její praktické zaměření. Student vyrobil vzorek elektrocentrály, kterou následně otestoval. Je velká škoda, že nebyly odstraněny technické nedokonalosti a nebyla proměřena v plně funkčním režimu. Tímto je tedy možné polemizovat o splnění zadání v bodě č. 4. Zásadní připomínku mám dále ke stylu textu práce, který odpovídá spíše internetovému návodu, než akademické práci.  Rovněž se zdá, že student nepodpořil svůj návrh žádnými technickými výpočty. Výstup práce, po vyřešení technických a bezpečnostních hledisek, může být využit k napájení baterií nebo k laboratorní výuce.

Z formálního hlediska je možné říci, že práce je logicky a srozumitelně strukturovaná. Studijní prameny jsou zvoleny často z oblasti internetových návodů, rovněž je dvakrát zmíněna wikipedie, užitá literatura ale celkově odpovídá zaměření práce.

Práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Popište blíže veličiny vztažené k obrázku 2-3 a popište pracovní cyklus motoru v p-V diagramu.
  2. Na straně 23 je uvedeno, že původní konstrukce byla zakoupena u pana Šerého, ta byla dále rozšířena. Co konkrétně bylo zakoupeno a jakým způsobem byla konstrukce rozšířena?
  3. Byl návrh elektrocentrály, zejména mechanické části, podpořen technickými výpočty?
Points proposed by reviewer: 76

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová