Master's Thesis

Design of heat exchanger

Final Thesis 5.52 MB Appendix 3.19 MB

Author of thesis: Ing. Ivan Klučka

Acad. year: 2013/2014

Supervisor: Ing. Pavel Lošák, Ph.D.

Reviewer: Ing. Richard Nekvasil, Ph.D.

Abstract:

This thesis is focused on the thermal-hydraulic and construction design of heat exchanger with floating head. The introductory part is dedicated to the design of heat exchangers. Next part is focused on the thermal-hydraulic design created in HTRI software (module Xist. The next section is the strength calculation of selected components of the heat exchanger according to EN 13445 in software Sant'Ambrogio. The following part describes each of the analysis in software Ansys Workbench. The final part contains complete manufacturing documentation of heat exchanger.

Keywords:

stress calculation, thermal-hydraulic calculation, manufacturing documentation, EN 13445, test pressure, allowable pressure, shell, cylindrical shell, torispherical end, nozzles, flange, tubesheet, saddle supports, FEM analysis, Sant'Ambrogio.

Date of defence

17.06.2014

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Process Engineering

Study programme

Mechanical Engineering (N2301-2)

Field of study

Process Engineering (M-PRI)

Composition of Committee

Ing. Pavel Seichter, CSc. (předseda)
doc. Ing. Ladislav Bébar, CSc. (místopředseda)
Ing. Miloslav Odstrčil, CSc. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Puchýř, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Pavel Lošák, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá návrhem sestavy výměníků tepla. Student k této problematice přistoupil komplexně a provedl detailní návrh. V první části práce se zaměřil na tepelně – hydraulický návrh výměníků, přičemž využil software HTRI. V návaznosti na tento výpočet provedl pevnostní návrh výměníků v souladu s normou ČSN EN 13 445. Nejprve přistoupil k pevnostnímu návrhu na základě analytických vztahů, ke kterému využil software Sant‘ Ambrogio. Poté byla provedena kontrola vybraných částí pomocí metody konečných prvků. K této kontrole byl využit software Ansys Workbench. V další částí práce pak bylo přistoupeno ke konstrukčnímu návrhu jednotlivých částí výměníků. Pro navržené konstrukční řešení byla vytvořena detailní výkresová dokumentace.
Práce byla provedena na vysoké úrovni přesahující standartní rozsah výuky na ústavu procesního a ekologického inženýrství. Nadstandartní je také rozsah práce. Obzvláště výkresová dokumentace je velice zdařilá.
Student přistupoval ke zpracování diplomové práce zodpovědně a soustavně na ni ve stanoveném termínu pracoval.
Práci tímto doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Richard Nekvasil, Ph.D.

Diplomová práce svým zaměřením a obsahem splňuje všechny body zadání. Je rozdělena do sedmi základních kapitol mající další podkapitoly, které jsou řádně rozčleněny a správně uvedeny ve tříděném obsahu.
V prvních kapitole je rozebírána problematika trubkových výměníků tepla včetně postupu jejich návrhu. V další kapitole je proveden tepelně hydraulický výpočet a navrženo konstrukční řešení dvojice výměníků. Čtvrtá kapitola obsahuje detailní pevnostní výpočet jednotlivých částí dle předpisu EN 13 445. Následující kapitola obsahuje MKP analýzy vybrané části a sestavy výměníků. Šestá kapitola rozebírá konstrukční řešení jednotlivých částí výměníků a sedmá kapitola je věnována požadavkům na výrobní dokumentaci zařízení. V závěru jsou pak shrnuty nejdůležitější body diplomové práce.

Předloženou diplomovou práci hodnotím jako velmi náročnou svým rozsahem. Celkový rozbor řešené problematiky a způsob řešení je správný a není mu co vytknout. Tato práce je excelentně a velmi profesionálně zpracována a mohla by sloužit jako vzorová práce pro ostatní diplomové práce. Vytvořená výkresová dokumentace je dle výrobních požadavků a bylo by možné podle ní výměník vyrobit. Práce je velmi přehledně zpracována a její grafická úroveň je výborná.

Doporučuji, aby bylo panu Bc. Ivanovi Klučkovi umožněno diplomovou práci obhájit před komisí
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. Jaké výhody a nevýhody mají výměníky s plovoucí hlavou?
  2. Jaké mohou nastat problémy při sestavách dvou nebo tří výměníků na sebe?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová